JP2000238136A - 樹脂製品における溶着状態検査方法 - Google Patents
樹脂製品における溶着状態検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦溶接された樹脂製品の溶接状態を、非破
壊で検査することが可能な樹脂製品における溶着状態検
査方法を提供する。 【解決手段】 第１樹脂部材１１に突設したリブ１１1
を第２樹脂部材１２に当接させた状態で両樹脂部材１
１，１２を相対的に振動させ、前記リブ１１1 を摩擦熱
で溶融して両樹脂部材１１，１２を一体に溶着してなる
樹脂製品の溶着状態を検査すべく、サーモグラフィ装置
等の熱画像解析装置１７のカメラ１８で溶着直後の両樹
脂部材１１，１２の溶着部１６を撮像し、モニター１９
に溶着部１６の温度分布を表示する。溶着部１６の温度
が溶着強度と高い相関関係を有することから、前記温度
の高低に基づいて溶着部１６の溶着状態の良否を非破壊
で検査することが可能となる。
壊で検査することが可能な樹脂製品における溶着状態検
査方法を提供する。 【解決手段】 第１樹脂部材１１に突設したリブ１１1
を第２樹脂部材１２に当接させた状態で両樹脂部材１
１，１２を相対的に振動させ、前記リブ１１1 を摩擦熱
で溶融して両樹脂部材１１，１２を一体に溶着してなる
樹脂製品の溶着状態を検査すべく、サーモグラフィ装置
等の熱画像解析装置１７のカメラ１８で溶着直後の両樹
脂部材１１，１２の溶着部１６を撮像し、モニター１９
に溶着部１６の温度分布を表示する。溶着部１６の温度
が溶着強度と高い相関関係を有することから、前記温度
の高低に基づいて溶着部１６の溶着状態の良否を非破壊
で検査することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１樹脂部材に突
設したリブを第２樹脂部材に当接させた状態で両樹脂部
材を相対的に振動させ、前記リブを摩擦熱で溶融して両
樹脂部材を一体に溶着してなる樹脂製品において、その
溶着部の溶着状態を検査するための方法に関する。
設したリブを第２樹脂部材に当接させた状態で両樹脂部
材を相対的に振動させ、前記リブを摩擦熱で溶融して両
樹脂部材を一体に溶着してなる樹脂製品において、その
溶着部の溶着状態を検査するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一対の樹脂部材を相互に接触させて相対
的に振動させることにより、接触部を摩擦熱で溶融して
一体に溶着する摩擦溶接の技術が、例えば米国特許第４
７９１９６４号明細書により公知である。
的に振動させることにより、接触部を摩擦熱で溶融して
一体に溶着する摩擦溶接の技術が、例えば米国特許第４
７９１９６４号明細書により公知である。
【０００３】かかる摩擦溶接で溶着された部分の溶着状
態を検査する場合、その溶着部を外部から目視すること
が難しいため、従来は外力で溶着部を引き剥がして破断
強度の大きさから溶着状態の良否を確認していた。
態を検査する場合、その溶着部を外部から目視すること
が難しいため、従来は外力で溶着部を引き剥がして破断
強度の大きさから溶着状態の良否を確認していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の検査方法は、いわゆる破壊検査であるために全ての製
品ついて実行することができず、所定のサンプルを用い
て溶着強度の確認を行う必要があり、従って個々の製品
の溶接強度のバラツキを確認することができなかった。
の検査方法は、いわゆる破壊検査であるために全ての製
品ついて実行することができず、所定のサンプルを用い
て溶着強度の確認を行う必要があり、従って個々の製品
の溶接強度のバラツキを確認することができなかった。
【０００５】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、摩擦溶接された樹脂製品の溶接状態を、非破壊で検
査することが可能な溶着状態検査方法を提供することを
目的とする。
で、摩擦溶接された樹脂製品の溶接状態を、非破壊で検
査することが可能な溶着状態検査方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、第１樹脂部材
に突設したリブを第２樹脂部材に当接させた状態で両樹
脂部材を相対的に振動させ、前記リブを摩擦熱で溶融し
て両樹脂部材を一体に溶着してなる樹脂製品において、
熱画像解析装置で両樹脂部材の溶着部の温度を測定する
ことにより該溶着部の溶着状態を検査することを特徴と
する樹脂製品における溶着状態検査方法が提案される。
に、請求項１に記載された発明によれば、第１樹脂部材
に突設したリブを第２樹脂部材に当接させた状態で両樹
脂部材を相対的に振動させ、前記リブを摩擦熱で溶融し
て両樹脂部材を一体に溶着してなる樹脂製品において、
熱画像解析装置で両樹脂部材の溶着部の温度を測定する
ことにより該溶着部の溶着状態を検査することを特徴と
する樹脂製品における溶着状態検査方法が提案される。
【０００７】上記構成によれば、溶着された直後の樹脂
製品の表面の温度分布を熱画像解析装置で検出すること
により、その溶着部の温度の高低を測定することができ
る。そして溶着部の温度が溶着強度と高い相関関係を有
することから、前記温度の高低に基づいて溶着部の溶着
状態の良否を非破壊で検査することが可能となる。
製品の表面の温度分布を熱画像解析装置で検出すること
により、その溶着部の温度の高低を測定することができ
る。そして溶着部の温度が溶着強度と高い相関関係を有
することから、前記温度の高低に基づいて溶着部の溶着
状態の良否を非破壊で検査することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】図１〜図６は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は樹脂部材を摩擦溶着する状態を示す図、図２
は図１の２部拡大図、図３は熱画像解析装置を示す図、
図４は熱画像解析装置で検出した溶着部の温度分布を示
す図、図５は溶着部の溶け込み量と表面温度との関係を
示すグラフ、図６は溶着部の溶け込み量と溶着強度との
関係を示すグラフである。
で、図１は樹脂部材を摩擦溶着する状態を示す図、図２
は図１の２部拡大図、図３は熱画像解析装置を示す図、
図４は熱画像解析装置で検出した溶着部の温度分布を示
す図、図５は溶着部の溶け込み量と表面温度との関係を
示すグラフ、図６は溶着部の溶け込み量と溶着強度との
関係を示すグラフである。
【００１０】図１に示すように、摩擦溶着により溶着す
べき熱可塑性樹脂製の第１樹脂部材１１および第２樹脂
部部材１２のうち、第１樹脂部材１１に溶着用のリブ１
１1が突設される。第２樹脂部材１２は治具１３の凹部
１３1 に弾性材１４を介して支持されており、第１部材
１１は、そのリブ１１1 が第２樹脂部材１２に当接する
ように重ね合わされて位置決めされる。そして、リブ１
１1 の背面に当接する摩擦溶着装置の加振部材１５が第
２部材１２に接近する方向に移動しながら紙面に垂直な
方向に振動することにより、加振部材１５と一体に振動
する第１樹脂部材１１のリブ１１1 が第２樹脂部材１２
に摩擦されて摩擦熱が発生する。その結果、リブ１１1
の先端部と、その先端部に接触する第２樹脂部材１２と
が摩擦熱で溶融して一体に熱溶着される。
べき熱可塑性樹脂製の第１樹脂部材１１および第２樹脂
部部材１２のうち、第１樹脂部材１１に溶着用のリブ１
１1が突設される。第２樹脂部材１２は治具１３の凹部
１３1 に弾性材１４を介して支持されており、第１部材
１１は、そのリブ１１1 が第２樹脂部材１２に当接する
ように重ね合わされて位置決めされる。そして、リブ１
１1 の背面に当接する摩擦溶着装置の加振部材１５が第
２部材１２に接近する方向に移動しながら紙面に垂直な
方向に振動することにより、加振部材１５と一体に振動
する第１樹脂部材１１のリブ１１1 が第２樹脂部材１２
に摩擦されて摩擦熱が発生する。その結果、リブ１１1
の先端部と、その先端部に接触する第２樹脂部材１２と
が摩擦熱で溶融して一体に熱溶着される。
【００１１】図２は、溶着が完了した第１樹脂部材１１
および第２樹脂部材１２の溶着部１６を拡大して示すも
ので、溶着前にＨ0 であったリブ１１1 の高さは溶着後
にＨ 1 に減少しており、その差であるＨ0 −Ｈ1 がリブ
１１1 の溶け込み量として定義される。
および第２樹脂部材１２の溶着部１６を拡大して示すも
ので、溶着前にＨ0 であったリブ１１1 の高さは溶着後
にＨ 1 に減少しており、その差であるＨ0 −Ｈ1 がリブ
１１1 の溶け込み量として定義される。
【００１２】図３に示すように、第１樹脂部材１１およ
び第２樹脂部部材１２を摩擦溶着により一体に溶着した
直後に、その第２樹脂部材１２側から熱画像解析装置１
７のカメラ１８で撮像して該第２樹脂部材１２の表面の
温度分布をモニタ１９に表示する。本実施例の熱画像解
析装置１７はサーモグラフィ装置から成り、物体の表面
から放射される赤外線の波長を二次元的に走査すること
により該物体の表面の温度分布を検出するものであり、
検出された温度分布はモニタ１９上に色の差（例えば、
物体の高温部分は赤色、中温部分は黄色、低温部分は青
色）で表示される。
び第２樹脂部部材１２を摩擦溶着により一体に溶着した
直後に、その第２樹脂部材１２側から熱画像解析装置１
７のカメラ１８で撮像して該第２樹脂部材１２の表面の
温度分布をモニタ１９に表示する。本実施例の熱画像解
析装置１７はサーモグラフィ装置から成り、物体の表面
から放射される赤外線の波長を二次元的に走査すること
により該物体の表面の温度分布を検出するものであり、
検出された温度分布はモニタ１９上に色の差（例えば、
物体の高温部分は赤色、中温部分は黄色、低温部分は青
色）で表示される。
【００１３】図４（Ａ）には、第１部材１１のリブ１１
1 を第２部材１２側から見た形状が示される。図４
（Ｂ），（Ｃ）は熱画像解析装置１７のモニタ１９に表
示された第２樹脂部材１２の表面の温度分布を映像のう
ち、赤色で表示された高温部分（網目部分参照）ないし
黄色で表示された中温部分（斜線部分参照）の分布を示
すものである。（Ｂ）は第１樹脂部材１１をインジェク
ション成形したものであり、リブ１１1 の寸法精度が高
いために該リブ１１1 に対応する溶接部１６のほぼ全域
が充分に摩擦されて高温になっており、摩擦溶着による
溶着状態が良好であることを示している。また、（Ｃ）
は第１樹脂部材１１をブロー成形したものであり、リブ
１１1 の寸法精度が低いために溶接部１６の一部が充分
に摩擦されずに温度が上昇しておらず、摩擦溶着による
溶着状態が不良であることを示している。
1 を第２部材１２側から見た形状が示される。図４
（Ｂ），（Ｃ）は熱画像解析装置１７のモニタ１９に表
示された第２樹脂部材１２の表面の温度分布を映像のう
ち、赤色で表示された高温部分（網目部分参照）ないし
黄色で表示された中温部分（斜線部分参照）の分布を示
すものである。（Ｂ）は第１樹脂部材１１をインジェク
ション成形したものであり、リブ１１1 の寸法精度が高
いために該リブ１１1 に対応する溶接部１６のほぼ全域
が充分に摩擦されて高温になっており、摩擦溶着による
溶着状態が良好であることを示している。また、（Ｃ）
は第１樹脂部材１１をブロー成形したものであり、リブ
１１1 の寸法精度が低いために溶接部１６の一部が充分
に摩擦されずに温度が上昇しておらず、摩擦溶着による
溶着状態が不良であることを示している。
【００１４】次に、熱画像解析装置１７で検出した溶接
部１６の温度分布に基づいて溶着状態が判定可能である
理由を説明する。
部１６の温度分布に基づいて溶着状態が判定可能である
理由を説明する。
【００１５】図５は、溶着前の第２樹脂部材１２の平均
表面温度が２６．３℃、平均外気温度が２７℃、溶着部
１６の近傍の第２樹脂部材１２の平均板厚が３．０７１
ｍｍ、溶着部１６の近傍の第２樹脂部材１２の板厚の標
準偏差が０．１５４ｍｍの条件で、溶け込み量を変化さ
せたときの第２樹脂部材１２の表面温度の変化を示すも
のである。４種類のラインは、加振部材１５の加圧方向
（第１樹脂部材１１を第２樹脂部材１２に押し付ける方
向）のストロークが異なるもので、実線はストロークが
０．６ｍｍ、一点鎖線はストロークが０．８ｍｍ、破線
はストロークが１．０ｍｍ、二点鎖線はストロークが
１．２ｍｍに相当する。同図から、全てのストロークに
ついて溶け込み量と表面強度との間に比例関係があるこ
とが分かる。尚、加振部材１５の加圧方向のストローク
が同じであっても溶け込み量が同じにならないのは、リ
ブ１１1 の各部の条件の相違から溶け込み量にバラツキ
が発生するためである。
表面温度が２６．３℃、平均外気温度が２７℃、溶着部
１６の近傍の第２樹脂部材１２の平均板厚が３．０７１
ｍｍ、溶着部１６の近傍の第２樹脂部材１２の板厚の標
準偏差が０．１５４ｍｍの条件で、溶け込み量を変化さ
せたときの第２樹脂部材１２の表面温度の変化を示すも
のである。４種類のラインは、加振部材１５の加圧方向
（第１樹脂部材１１を第２樹脂部材１２に押し付ける方
向）のストロークが異なるもので、実線はストロークが
０．６ｍｍ、一点鎖線はストロークが０．８ｍｍ、破線
はストロークが１．０ｍｍ、二点鎖線はストロークが
１．２ｍｍに相当する。同図から、全てのストロークに
ついて溶け込み量と表面強度との間に比例関係があるこ
とが分かる。尚、加振部材１５の加圧方向のストローク
が同じであっても溶け込み量が同じにならないのは、リ
ブ１１1 の各部の条件の相違から溶け込み量にバラツキ
が発生するためである。
【００１６】図６は、加振部材１５が第１樹脂部材１１
を第２樹脂部材１２に押し付ける加圧力を１．５ＭＰａ
に設定した状態で、リブ１１1 の溶け込み量を変化させ
たときの溶着強度の変化を示すものである。同図から、
溶け込み量が０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの領域では溶け込
み量と溶着強度との間に比例関係があることが分かる。
尚、溶け込み量が０．８ｍｍ以上になると第２樹脂部材
１２の外観不良が比較的に発生し易くなり、また溶け込
み量が０．３ｍｍ以下になると溶着強度が大幅に減少す
るだけでなく、溶着状態にバラツキが発生する。
を第２樹脂部材１２に押し付ける加圧力を１．５ＭＰａ
に設定した状態で、リブ１１1 の溶け込み量を変化させ
たときの溶着強度の変化を示すものである。同図から、
溶け込み量が０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの領域では溶け込
み量と溶着強度との間に比例関係があることが分かる。
尚、溶け込み量が０．８ｍｍ以上になると第２樹脂部材
１２の外観不良が比較的に発生し易くなり、また溶け込
み量が０．３ｍｍ以下になると溶着強度が大幅に減少す
るだけでなく、溶着状態にバラツキが発生する。
【００１７】以上のように、実際の振動溶着を行う領域
では、溶け込み量と表面温度とが比例関係にあり（図５
参照）、かつ溶け込み量と溶着強度とが比例関係にある
（図６参照）ことから、表面温度と溶着強度とが比例関
係にあることになり、従って熱画像解析装置１７で第２
樹脂部材１２の表面温度を測定すれば熱溶着の溶着強度
を判定することができる。しかも熱画像解析装置１７を
用いたことにより、外部から溶着状態を目視できない溶
着部１６を非破壊で検査することが可能となり、個々の
製品の溶着状態を的確に判定することができる。
では、溶け込み量と表面温度とが比例関係にあり（図５
参照）、かつ溶け込み量と溶着強度とが比例関係にある
（図６参照）ことから、表面温度と溶着強度とが比例関
係にあることになり、従って熱画像解析装置１７で第２
樹脂部材１２の表面温度を測定すれば熱溶着の溶着強度
を判定することができる。しかも熱画像解析装置１７を
用いたことにより、外部から溶着状態を目視できない溶
着部１６を非破壊で検査することが可能となり、個々の
製品の溶着状態を的確に判定することができる。
【００１８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００１９】例えば、熱画像解析装置１７としては、赤
外線を使用したサーモグラフィ装置が一般的であるが、
これに限定されるものではない。
外線を使用したサーモグラフィ装置が一般的であるが、
これに限定されるものではない。
【００２０】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、溶着された直後の樹脂製品の表面の温度分布
を熱画像解析装置で検出することにより、その溶着部の
温度の高低を測定することができる。そして溶着部の温
度が溶着強度と高い相関関係を有することから、前記温
度の高低に基づいて溶着部の溶着状態の良否を非破壊で
検査することが可能となる。
によれば、溶着された直後の樹脂製品の表面の温度分布
を熱画像解析装置で検出することにより、その溶着部の
温度の高低を測定することができる。そして溶着部の温
度が溶着強度と高い相関関係を有することから、前記温
度の高低に基づいて溶着部の溶着状態の良否を非破壊で
検査することが可能となる。
【図１】樹脂部材を摩擦溶着する状態を示す図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】熱画像解析装置を示す図
【図４】熱画像解析装置で検出した溶着部の温度分布を
示す図
示す図
【図５】溶着部の溶け込み量と表面温度との関係を示す
グラフ
グラフ
【図６】溶着部の溶け込み量と溶着強度との関係を示す
グラフ
グラフ
１１ 第１樹脂部材 １１1 リブ １２ 第２樹脂部材 １６ 溶着部 １７ 熱画像解析装置
フロントページの続き (72)発明者 中川 義明 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2G040 AA05 AB01 AB12 BA02 BA25 CA03 CA12 CA23 DA06 DA13 EA01 EB02 GB03 GC01 HA02 HA08 HA11 4F211 AD05 AD24 AG07 AG23 AH81 TA01 TC14 TD07 TD13 TN20 TW39
Claims (1)
- 【請求項１】 第１樹脂部材（１１）に突設したリブ
（１１1 ）を第２樹脂部材（１２）に当接させた状態で
両樹脂部材（１１，１２）を相対的に振動させ、前記リ
ブ（１１1 ）を摩擦熱で溶融して両樹脂部材（１１，１
２）を一体に溶着してなる樹脂製品において、 熱画像解析装置（１７）で両樹脂部材（１１，１２）の
溶着部（１６）の温度を測定することにより該溶着部
（１６）の溶着状態を検査することを特徴とする樹脂製
品における溶着状態検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040085A JP2000238136A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 樹脂製品における溶着状態検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040085A JP2000238136A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 樹脂製品における溶着状態検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000238136A true JP2000238136A (ja) | 2000-09-05 |
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ID=12571067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11040085A Pending JP2000238136A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 樹脂製品における溶着状態検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000238136A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002337236A (ja) * | 2001-05-14 | 2002-11-27 | Honda Motor Co Ltd | 樹脂部材の溶着方法 |
| US6494071B2 (en) | 2000-08-07 | 2002-12-17 | Hitachi, Ltd. | Rolling mill facility with strip shape detection equipment, strip shape detection device, strip shape detection method and rolling method |
| EP1882579A1 (de) * | 2006-07-27 | 2008-01-30 | Soudronic AG | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Siegelnaht versehenen Gegenständen |
| JP2009166260A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Kanto Auto Works Ltd | 振動溶着装置、および振動溶着方法 |
| JP2009262814A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Nippon Plast Co Ltd | 車両用成形品の取り付け構造 |
| CN102175717A (zh) * | 2011-02-17 | 2011-09-07 | 浙江超威新能源技术研究院 | 检验蓄电池汇流排焊接质量的装置及方法 |
| JP4884472B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2012-02-29 | コバシス， エルエルシー | レーザ溶接されたバッテリモジュール筐体部品の赤外線熱画像化 |
-
1999
- 1999-02-18 JP JP11040085A patent/JP2000238136A/ja active Pending
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