JP2001260230A - 振動溶着方法および振動溶着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンダーカット的な断面形状の部分を有する
製品をも製造することの可能な振動溶着方法およびその
装置を提供する。 【解決手段】 互いに対向配置された２つの治具（上治
具１２・下治具１３）間に２つの合成樹脂製部材（イン
ナ部材６・アウタ部材８）を重ね合わせた状態で挟み込
み、２つの治具同士間に押圧力および起振力を加えるこ
とによって２つの合成樹脂製部材を溶着する振動溶着方
法に、２つの合成樹脂製部材を振動振幅に相当する量は
相対変位可能に仮結合させる過程と、仮結合された部材
を２つの治具のいずれか一方に装着する過程と、一方の
治具に装着された部材と他方の治具とを互いに当接させ
る過程とを含ませる。これにより、２つの部材を予め重
ね合わせて１つにした状態で一方の治具に装着するの
で、一方向からのみ重ね合わせることができる形状の物
以外にも適用可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の合成樹脂製
部材を一体化するための振動溶着方法およびその装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】互いに重ね合わせた状態の２つの合成樹
脂製部材を上治具と下治具との間に挟み込み、垂直方向
の押圧力および水平方向の起振力を上下の治具間に加え
て２つの部材の接触面同士を擦り合わせることによって
摩擦熱を発生させ、これをもって２つの部材を互いに溶
着する技術が知られている（特開平１１−３４１６９号
公報など参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の振動
溶着法では、２つの合成樹脂製部材をそれぞれ上治具と
下治具とに個々に装着した上で下治具を上昇させること
によって２つの部材を互いに当接させ、その後、上治具
を振動させて２つの部材を一体結合させるようにしてい
た。そのため、単純に一方向から重ね合わせることがで
きる形状の物に対してのみ有効であり、例えば段違いの
不連続な面を有するものを溶着することは実質的に不可
能であるなど、適用可能な製品形状について少なからぬ
制約があった。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
例えばアンダーカット的な断面形状の部分を有する製品
をも製造することの可能な振動溶着方法およびその装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、請求項１の発明においては、互いに対向配置さ
れた２つの治具（上治具１２・下治具１３）間に２つの
合成樹脂製部材（インナ部材６・アウタ部材８）を重ね
合わせた状態で挟み込み、２つの治具同士間に押圧力お
よび起振力を加えることによって２つの合成樹脂製部材
を溶着する振動溶着方法に、２つの合成樹脂製部材を振
動振幅に相当する量を相対変位可能に仮結合させる過程
と、仮結合された部材を２つの治具のいずれか一方に装
着する過程と、一方の治具に装着された部材と他方の治
具とを互いに当接させる過程とを含ませることとした。
これによれば、２つの部材を予め重ね合わせて１つにし
た状態で一方の治具に装着するので、一方向からのみ重
ね合わせることができる形状の物以外にも適用可能とな
る。

【０００６】また請求項２の発明においては、第１の方
向に相対接離可能かつ第１の方向に概ね直交する第２の
方向に相対振動変位可能な第１及び第２の治具を有する
振動溶着装置を、第１の治具が、第１の合成樹脂製部材
の互いに対向する内面（Ｕ字状断面部５）のそれぞれを
支持する部分を有し、第２の治具が、第２の合成樹脂製
部材における第１の部材と重ね合わさった部分（Ｖ字状
断面部７）の外面を支持するべく互いに分割され且つ相
対移動自在に組み合わされた複数の部分（主部１３ｍ・
副部１３ｓ）を有するものとした。これによれば、２つ
の治具間を相対接離移動させる際に、第２の治具の複数
の部分同士間を移動させておくことにより、アンダーカ
ット的な断面形状の部分と干渉しないようにすることが
できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明を詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明が適用されたテールゲート
スポイラーを備える車両の後部斜視図である。このテー
ルゲートスポイラー１は、テールゲート２の上縁に取り
付けられる物であり、図２に示したように（本図では車
体取付時とは上下を逆にして示している）、ルーフ３の
上面と連続する面を備えた前側部分１ｆと、リアウイン
ドウ４との間でアンダーカット的な断面形状をなして庇
状に張り出す後側部分１ｒとからなっている。またこの
テールゲートスポイラー１は、内面が互いに対向するＵ
字状断面部５を備えたインナ部材６と、インナ部材６の
Ｕ字状断面部５を互いに対向する内面間に受容し得るＶ
字状断面部７を備えたアウタ部材８とで構成されてお
り、振動溶着法で一体化され、庇状をなす後側部分１Ｒ
に中空閉断面９が形成されるようになっている。

【０００９】以下にこのテールゲートスポイラー１の製
造方法について説明する。

【００１０】先ず、振動溶着機に装着する前に、インナ
部材６とアウタ部材８とを予め仮結合させる（図２参
照）。ここでアウタ部材８のインナ部材６との対向面の
適所には、インナ部材６に形成された長孔１０に係合可
能な突起１１が突設されており、これによって両者が分
離しないように保持される（図６参照）。なお、長孔１
０は、振動方向について振幅分だけ両部材が相対変位し
得る長さとされている。

【００１１】次にインナ部材６とアウタ部材８とが仮結
合されたテールゲートスポイラー１を、車体取付時とは
上下を逆にして、つまり車体取付時に下方を向く面を上
にして上治具１２に装着する（図３参照）。なお、上治
具１２は、インナ部材６のＵ字状断面部５の互いに対向
する内面のそれぞれを支持する部分１２ａと前側部分１
ｆを支持する部分１２ｂとを有している。

【００１２】上治具１２にテールゲートスポイラー１が
装着された状態で下治具１３を上昇させ、テールゲート
スポイラー１の下方を向いている面に下治具１３を押し
当てる（図４参照）。

【００１３】ところで下治具１３は、上治具１２に装着
された状態で下方を向くアウタ部材８の全面を支持する
主部１３ｍと、インナ部材６のＵ字状断面部５とアウタ
部材８のＶ字状断面部７との互いに重なり合った部分の
上側に位置する部分を支持する副部１３ｓとからなって
いる。これら主部１３ｍと副部１３ｓとは、互いにリン
ク結合されており、例えばエアシリンダ（図示せず）な
どの適宜なアクチュエータで副部１３ｓが傾動駆動され
るようになっている。そして下治具１３を上昇させる時
は上治具１２に装着されたテールゲートスポイラー１の
後側部分１ｒと干渉しないように副部１３ｓを開いてお
き（図３の形態）、下治具１３がアウタ部材８に当接し
たところで副部１３ｓを閉じて後側部分１ｒを上下両方
向から押さえ付けるようになっている（図４参照）。

【００１４】この状態で上治具１２と下治具１３との間
に相対的な水平方向振動を与え、インナ・アウタ両部材
６・８間を振動振幅分だけ摺動させる。

【００１５】ここでインナ・アウタ両部材６・８間は、
全面が互いに接触しているわけではなく、図７に示すよ
うに、振動方向に延在する台形断面のリブ１４を介して
接触している。そして摩擦熱によってリブ１４の頂部が
溶融すると、上下両治具１２・１３間に加えられている
圧接力でリブ１４が潰される。このリブ１４の潰れ量が
所定値に達したところで振動を停止させ、そのまま静止
状態を維持して溶融部を冷却させる。なお、外側に位置
するアウタ部材８の厚さをインナ部材６の厚さよりも大
きく（ｔ１＞ｔ２）しておくことにより、仕上がり重量
を増大させずに、溶融熱による「ひけ」が外面に生じる
ことを抑制し得る。

【００１６】而して、溶融部が冷却固化してインナ・ア
ウタ両部材６・８間が一体化したならば、上下両治具１
２・１３を離間させて完成品を取り出す（図５参照）。

【００１７】

【発明の効果】このように本発明によれば、複数の部材
を予め仮結合させて治具に装着するので、上記実施例に
示した如きＵ字状或いはＶ字状に折り返した部分を有す
る比較的複雑な断面形状のものでも振動溶着による一体
化が可能となり、振動溶着法の適用範囲を拡大する上に
多大な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるテールゲートスポイラーを取り付
けた車両の後部斜視図

【図２】本発明が適用されるテールゲートスポイラーの
縦断面図

【図３】上治具にテールゲートスポイラーを装着した段
階を示す溶着工程説明図

【図４】上治具と下治具との間にテールゲートスポイラ
ーを挟み込んだ段階を示す溶着工程説明図

【図５】完成品を取り出す段階を示す溶着工程説明図

【図６】インナ部材とアウタ部材との仮結合部の拡大断
面図

【図７】（Ａ）はインナ部材とアウタ部材との溶着部の
側断面拡大図 （Ｂ）はインナ部材とアウタ部材との溶着部の正断面拡
大図

【符号の説明】

１ テールゲートスポイラー ５ Ｕ字状断面部 ６ インナ部材 ７ Ｖ字状断面部 ８ アウタ部材 １２ 上治具 １３ 下治具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向配置された２つの治具間に２
   つの合成樹脂製部材を重ね合わせた状態で挟み込み、前
   記２つの治具同士間に押圧力および起振力を加えること
   によって前記２つの合成樹脂製部材を溶着する振動溶着
   方法であって、 前記２つの合成樹脂製部材を振動振幅に相当する量を相
   対変位可能に仮結合させる過程と、 前記仮結合された部材を前記２つの治具のいずれか一方
   に装着する過程と、 前記一方の治具に装着された前記部材と他方の治具とを
   互いに当接させる過程とを含むことを特徴とする振動溶
   着方法。
2. 【請求項２】 第１の方向に相対接離可能かつ前記第１
   の方向に概ね直交する第２の方向に相対振動変位可能な
   第１及び第２の治具を有する振動溶着装置であって、 前記第１の治具が、第１の合成樹脂製部材の互いに対向
   する内面のそれぞれを支持する部分を有し、 前記第２の治具が、第２の合成樹脂製部材における前記
   第１の合成樹脂製部材と重ね合わさった部分の外面を支
   持するべく互いに分割され且つ相対移動自在に組み合わ
   された複数の部分を有することを特徴とする振動溶着装
   置。