JP2004314421A

JP2004314421A - 振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置及び溶着加工製品

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Publication number: JP2004314421A
Application number: JP2003111230A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Yasuda; 満雄安田; Hirosuke Ishiguro; 裕輔石黒
Original assignee: Sanko Gosei Ltd
Current assignee: Sanko Gosei Ltd
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】振動溶着された加工品の良否判定を正確に行うことができる振動溶着機の溶着加工品の良否判定装置および溶着加工製品を提供する。
【解決手段】加圧用治具１３と溶着用治具１４との相対的接近位置を複数の箇所で間接的に検出する複数の変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂを加圧用治具１４の周囲に配設する。加工品の振動溶着終了時に各変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂで検出されたそれぞれの接近位置情報を基に演算処理手段２７により、各検出箇所における加工品の溶着寸法を算出する。この演算処理手段２７で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と判定処理手段２８で比較するとともに各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否を判定する構成と前記構成を用いて成形した溶着加工製品を提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性材料からなる第１及び第２加工品の溶着部位を互いに圧接した状態で相対振動を与え、これにより生じる摩擦熱で加工品同士を溶着する振動溶着機において、この溶着された加工品同士の溶着の良否を判定する溶着加工品の良否判定装置及び溶着加工製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両における助手席や運転席などの前面部を覆うインストルメントパネル（以下、内装パネルという）の内側にはエアーバック装置が装着されており、このエアーバック装置は、車両が衝突した時などの衝撃力で、内臓のインフレータを動作させてエアーバックを急速に膨張展開し、この膨張展開時の圧力で、内装パネルに設けた破断開放部を破断すると同時に、この破断により開口された開口部から内装パネル外にエアーバックを膨張展開させることで助手席などの乗客を衝突時の衝撃から保護するようにしている。
【０００３】
ところで、このようなエアーバック装置が装着される内装パネルの内側、特に破断用開放部が形成される内装パネルの裏面箇所に、内装パネルと同質の熱可塑性樹脂材からなる補強部品を溶着し、これにより、破断用開放部分が内装パネルの外側から加えられる衝撃力で凹状に変形されたり、あるいは破断されたりするのを防止するとともに、破断用開放部分がエアーバックの膨張展開で開口された時に破断用開放部分が内装パネルから分離されて飛散されるのを防止するようにしている。
また、このような内装パネルの裏面箇所への補強部品の溶着には、振動溶着機が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０４３６０４号
【０００５】
この種の振動溶着機は、加圧手段により一方向に移動される加圧テーブルと、この加圧テーブル上に設けた加圧用治具と、加圧テーブルの上方に相対向して配置された振動プレートと、この振動プレートを振動させる振動発生手段と、振動プレートの下面に加圧用治具と相対向するように設けた溶着用治具とを備えている。
このような振動溶着機を用いて、補強部品を内装パネルに溶着する場合は、被溶着対象である加工品、すなわち内装パネルを加圧用治具にセットし、溶着対象である加工品、すなわち補強部品を溶着治具にセットする。次に加圧手段を動作して、加圧用治具を溶着治具に近接させることにより、内装パネルと補強部品との溶着箇所を互いに接触させた加圧状態に保持する。この状態で振動発生手段を起動することにより、前記内装パネルと補強部品との圧接面を摩擦し、その摩擦熱により両者の圧接面を溶融し接着する。
この場合、内装パネルと補強部品との圧接面は加圧状態におかれ、しかも、この両圧接面は振動による摩擦熱で溶融されるため、その溶着部分の厚さ方向の溶着寸法は時間の経過とともに変化する。したがって、この溶着部分の均質化を図るために溶着寸法を一定に制御する必要がある。
【０００６】
従来、振動溶着機において、溶着部分の溶着寸法を一定に制御する場合は、加圧用治具に非接触型の変位センサを設け、この変位センサにより、溶着動作時における加圧用治具と溶着治具との接近状態を検出し、この検出値が予め定めた設定値に達した時点で溶着動作を停止することで、溶着部分の溶着寸法を制御するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような振動溶着機の溶着治具は、一般に加圧用治具の加圧移動方向と直角な方向に自由に振動できるように振動用スプリングを介して振動発生手段に結合されているため、溶着治具と加圧用治具との相対位置が加工品の溶着面と平行な面方向にずれ易く、また、加工品の溶着部に部分的な厚さ変動があると、これに倣って溶着治具が加圧用治具に対し傾いたりする。
【０００８】
しかし、このように溶着治具と加圧用治具との間に上述の相対的位置ずれ、または傾きが生じても、これを従来のような１つの変位センサでは検出することができない。これは、従来の振動溶着機に使用された変位センサは加圧用治具と溶着治具との接近状態のみを検出するものであるからである。
したがって、内装パネルと補強部品、すなわち加工品同士の溶着部分が加圧状態で振動溶着される時、加工品の溶着部分に対する加圧力が不均一になり、または加工品の溶着部分の厚さが不均一になることにより、溶着部分の溶融度合いに部分的な差異が生じ、不均一な溶着になっていても、これを判定することできない。その結果、加工品の溶着部分の溶着強度が低下し、かつ製品の良否判定が不正確になるほか、製品の歩留りも低下するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、振動溶着された加工品の良否判定を正確に行うことができる振動溶着機の溶着加工品の良否判定装置及び溶着加工製品を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、加圧手段により駆動される加圧テーブルと、前記加圧テーブル上に設けられ、第１加工品がセットされる加圧用治具と、前記加圧用治具と相対向するように配設され、第２加工品がセットされる溶着用治具と、前記溶着用治具に溶着用の振動を付与する振動発生手段とを備え、前記加圧手段により前記加圧用治具を前記溶着用治具に近接する方向へ動作させて前記第１及び第２加工品の溶着箇所が互いに圧接される状態に保持し、この状態で前記振動発生手段により前記溶着用治具を振動させることにより前記加工品の溶着箇所を摩擦熱で溶着する振動溶着機において、前記加圧用治具と前記溶着用治具との相対的接近位置を複数の箇所で間接的に検出する複数の変位センサを前記加圧用治具の周囲に配設し、さらに、前記加工品の振動溶着終了時に前記各変位センサで検出されたそれぞれの接近位置情報に基づいて前記各検出箇所における前記加工品の溶着寸法を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と比較し、前記各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否を判定する判定処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置において、前記変位センサは、少なくとも前記加圧用治具の移動方向と直交する前後方向の両端箇所と同様に直交する左右方向の両端箇所にそれぞれ配設され、前後方向及び左右方向の一方の変位センサは前記溶着用治具の振動方向に対して直角に配置され、前後方向及び左右方向の他方の変位センサは前記加圧用治具の移動方向に対して斜めに配置され、前記演算処理手段は前記振動方向に対して直角に配置された変位センサが検出する接近位置情報を基に前記加工品の溶着寸法を算出するとともに前記加圧用治具の移動方向に対して斜めに配置された変位センサが検出する接近位置情報を基に前記加圧用治具に対する前記溶着用治具の前後方向または左右方向のずれ量を算出し、前記判定処理手段は前記算出した溶着寸法とずれ量を基に溶着加工品の良否判定を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置において、前記変位センサは、少なくとも前記加圧用治具の移動方向と直交する前後方向の両端箇所と同様に直交する左右方向の両端箇所にそれぞれ配設され、前後方向及び左右方向の各変位センサは前記加圧用治具の移動方向に対して斜めに配置され、前記演算処理手段は前記各変位センサが検出する接近位置情報を基に前記加工品の溶着寸法を算出するとともに前記加圧用治具に対する前記溶着用治具の前後方向及び左右方向のずれ量をそれぞれ算出し、前記判定処理手段は前記算出した溶着寸法とずれ量を基に溶着加工品の良否判定を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れか１項に記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置において、前記各変位センサは、それぞれの変位センサと相対向するようにして前記溶着用治具側に別々に設けられた検出片を有し、前記加工品の溶着終了時に前記各変位センサとこれら各変位センサに相対向する前記各検出片との接近位置が前記加圧用治具と前記溶着用治具との相対的接近位置情報として各変位センサで検出されるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置において、前記変位センサは、半導体光位置センサ、静電容量式変位センサ、渦電流式変位センサもしくは差動トランス式変位センサの何れかであることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、前記請求項１に記載の良否判定装置を備えた振動溶着機によって成形された溶着加工製品を得ることを特徴する。
請求項７の発明は、前記請求項１に記載の良否判定装置を備えた振動溶着機によって溶着加工品を成形し、この溶着加工品の良否を判定処理手段によって判定するとともに、前記溶着加工品に予め付与した識別番号と前記判定結果の内容を製品データとして記憶手段に記憶するようにしたことを特徴する溶着加工製品に関する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかる溶着加工品の良否判定装置を備えた振動溶着機の概略を示す構成図、図２は図１における変位センサと検出片との配置関係の一例を示す説明用斜視図、図３は本発明の良否判定装置に使用される変位センサの一例を示す構成説明図である。
【００１７】
図１において、振動溶着機１０は、加圧手段１１、加圧テーブル１２、加圧用治具１３、溶着用治具１４、振動発生手段１５等を備えている。
上記加圧手段１１は加圧テーブル１２を上下方向に移動可能に支持するとともに振動溶着機１０の溶着動作時に加圧テーブル１２に対して溶着に必要な所定の圧力を付与する。
上記加圧テーブル１２の上面には加圧用治具１３が交換可能に取り付けられている。この加圧用治具１３は、互いに溶着される加工品同士のうちの一方を保持するもので、この加圧用治具１３の上面には加工品設置部１３ａが形成され、この加工品設置部１３ａには、自動車の内装パネルなどに相当する熱可塑性材からなる第１加工品１６がセットされる構成になっている。
【００１８】
上記溶着用治具１４は、互いに溶着される加工品同士のうちの他方を保持するもので、この溶着用治具１４の下面には加工品設置部１４ａが形成され、この加工品設置部１４ａには、上記内装パネルの裏面箇所を補強する補強部品などに相当する熱可塑性材からなる第２加工品１７がセットされる構成になっている。
また、上記溶着用治具１４は、その加工品設置部１４ａ側が加圧用治具１３の加工品設置部１３ａと相対向するようにして、加圧テーブル１２の上方に平行に配置され、振動発生手段１５に結合されている。
【００１９】
上記振動発生手段１５は、溶着用治具１４に溶着用の振動を付与するもので、図１に示すように、振動発生部１５１と、この振動発生部１５１により水平方向に振動されるように板ばね材等により構成された振動体１５２と、この振動体１５２の下面に設けた支持プレート１５３を備え、支持プレート１５３の下面には溶着用治具１４が交換可能に取り付けられている。
【００２０】
上記加圧用治具１３の周囲に位置する箇所、すなわち図１及び図２に示すように、加圧テーブル１２を含む加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と直交する前後方向（Ｙ軸方向）の両端箇所には、加工品の溶着終了後の加圧用治具１３と溶着用治具１４との相対的接近位置（加工品溶着部位の溶着寸法ｈ）を各箇所ごとに間接的に検出する別々の変位センサ１８Ａ，１８Ｂがそれぞれ配設されている。
さらに、加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と直交する左右方向（Ｘ軸方向）の両端箇所には、加工品の溶着終了後の加圧用治具１３と溶着用治具１４との相対的接近位置（加工品溶着部位の溶着寸法ｈ）を各箇所ごとに間接的に検出する別々の変位センサ１９Ａ，１９Ｂがそれぞれ配設されている。
【００２１】
上記変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂは、図１及び図２に示すように、それぞれの変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂと相対向するようにして、溶着用治具１４の周囲に位置する支持プレート１５３の下面に別々に設けられた光反射式の検出片１８Ａａ，１８Ｂｂ，１９Ａａ，１９Ｂｂを有している。
また、変位センサ１８Ａ（他の変位センサ１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂも変位センサ１８Ａと同様な構成になっているため、変位センサ１８Ａのみの構成について説明し、他の変位センサについての構成説明は省略する）は、図３に示すように、検出片１８Ａａに向けて所定の角度で光を出射するＬＥＤ等の発光素子３１と、検出片１８Ａａからの反射光を受光する２分割のフォトダイオード３２ａ、３２ｂと、発光素子３１から出射される光を平行光にして検出片１８Ａａに照射するとともに検出片１８Ａａで反射された光をフォトダイオード３２ａ、３２ｂ上に集光させるレンズ３３とから構成されされている。
【００２２】
上記変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂには、図１に示すように、それぞれの変位センサから出力される信号のうち、加圧用治具１３と溶着用治具１４との相対的接近位置（加工品溶着部位の溶着寸法ｈ）に関係する検出信号成分のみを通過させる帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂと、これら帯域通過フィルタ２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂを通過したそれぞれの検出信号を別々に電圧に変化して増幅する増幅回路（ＡＭＰ）２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂと、これらの各増幅回路２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂからの検出信号を順次選択して出力するマルチプレクサ２４と、このマルチプレクサ２４で選択された検出信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２５と、このＡ／Ｄ変換回路２５でディジタル量に変換された検出データを格納する記憶部２６と、演算処理手段２７と、判定処理手段２８と、これらの各構成要素を制御し管理する制御手段２９を含んで構成されている。また、制御手段２９には、判定処理手段２８での判定結果などを表示する表示部３０が接続されている。
また、上記制御手段２９は、加圧手段１１及び振動発生手段１５をも制御し管理できるように構成されている。
【００２３】
上記演算処理手段２７は、予め付与された加工品１６，１７の識別番号ごとに、振動溶着終了時に記憶部２６に格納された検出データのうち、変位センサ変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂで検出された信号に対応する検出データ（接近位置情報）を読み出し、この各接近位置情報に基づいて各検出箇所における加工品１６と１７の溶着寸法を算出する機能を有する。
また、上記判定処理手段２８は、演算処理手段２７で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と比較し、この比較結果から各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否を判定する機能を有する。
【００２４】
次に、上記のように構成された本実施の形態における振動溶接機の動作について説明する。
まず、被溶着対象である内装パネルに相当する第１加工品１６を加圧用治具１３の加工品設置部１３ａにセットし、さらに、溶着対象である補強部品に相当する第２加工品１７を溶着治具１４の部品設置部１４ａにセットする。次に加圧手段１１を動作して、加圧テーブル１２を上昇させ、加圧用治具１３を溶着治具１３に近接させることにより、それぞれにセットされた第１加工品１６と第２加工品１７との溶着部分１６ａと１７ａを互いに圧接させ、この圧接状態を加圧手段１１により保持する。この時、変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂはそれぞれの検出片１８Ａａ，１８Ｂｂ，１９Ａａ，１９Ｂｂに相対向されるとともに作動状態に移行する。
【００２５】
かかる状態で、振動発生手段１５の振動発生部１５１を起動して、振動体１５２を水平方向、すなわち加圧テーブル１２の移動方向（Ｚ軸方向）と直角な加圧用治具１３の前後方向（Ｙ軸方向）または左右方向（Ｘ軸方向）に振動させる。これにより、第１加工品１６の溶着部分１６ａと第２加工品１７の溶着部分１７ａとの圧接面は互いに摩擦され、その摩擦熱により両者の圧接面が溶融される。そして、溶着部分１６ａと１７ａの圧接面が次第に溶融されるに伴い、この溶着部分１６ａ，１７ａは加圧手段１１の加圧力で圧縮されるとともに、加圧用治具１３が溶着治具１４に近接されていく。この時の加圧用治具１３の前後方向の両端及び左右方向の両端における近接状況、すなわち互いの接近に伴い変化する加圧用治具１３と溶着用治具１４との相対的接近位置（加工品溶着部位の溶着寸法ｈに相当）は、それぞれの変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂによって検出される。
【００２６】
この検出時における変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂの動作の詳細について、図３を参照して説明する。この場合、各変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂの検出値が異なるものの、これら検出動作は同様であるので、変位センサ１８Ａのみの動作について述べる。
第１加工品１６の溶着部分１６ａと第２加工品１７の溶着部分１７ａとが互いに圧接され、かつ振動発生手段１５が動作されない状態における変位センサ１８Ａでは、その発光素子３１から出射された光はレンズ３３を通して検出片１８Ａａに照射され、かつ検出片１８Ａａで反射された光がレンズ３３を通してフォトダイオード３２ａと３２ｂとの境界部分に結像されるように、変位センサ１８Ａと検出片１８Ａａとの間の位置関係を予め設定しておく。この場合、両フォトダイオード３２ａと３２ｂには光が均等に照射されるため、この両フォトダイオード３２ａと３２ｂから出力される信号値は同一であり、したがって、この両出力信号の差はゼロとなる。
【００２７】
かかる状態から、溶着部分１６ａと１７ａの圧接面が溶融されるに伴い加圧用治具１３が溶着治具１４に近接されていくと、変位センサ１８Ａと検出片１８Ａａとの間の間隔も減少していくため、検出片１８Ａａからの反射光がレンズ３３を通してフォトダイオード３２ａと３２ｂへ入射される経路は図３の破線に示すようになり、フォトダイオード上に集光される反射光の位置はフォトダイオード３２ａと３２ｂとの境界からフォトダイオード３２ａ側へずれる。その結果、両フォトダイオード３２ａと３２ｂから出力される信号間には加圧用治具１３と溶着用治具１４との接近量に応じた差信号が生成され、この差信号が加工品の溶着終了時における溶着寸法ｈとして検出される。
このような加工品の振動溶着終了時の溶着寸法ｈに相当する差信号は、変位センサ１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂにおいても同様に検出される。
【００２８】
変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂから出力される信号のうち、加工品溶着部位の溶着寸法ｈに関係する検出信号成分は、それぞれの帯域通過フィルタ２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂを通過した後、それぞれの増幅回路２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂで電圧に変化され増幅される。そして、これらの増幅回路２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂから出力される検出信号は制御手段２９からの制御信号により動作されるマルチプレクサ２４によって順次選択され、Ａ／Ｄ変換回路２５へ出力される。Ａ／Ｄ変換回路２５では、これに入力される検出信号をディジタル信号に変化して、記憶部２６に順次格納する。
【００２９】
演算処理手段２７では、記憶部２６に格納された検出データのうち、変位センサ変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂで検出された信号に対応する検出データ（接近位置情報）を記憶部２６から読み出し、この各接近位置情報に基づいて各検出箇所、すなわち変位センサ変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂの配置個所における加工品１６と１７の溶着寸法をそれぞれ算出する。
また、判定処理手段２８では、演算処理手段２７で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と比較し、この比較結果から各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否判定を行い、その判定結果は制御手段２９に送出される。
【００３０】
制御手段２９では、上記判定結果を表示部３０に表示する。例えば、演算処理手段２７で算出された各検出箇所の溶着寸法が設定値の範囲内にある場合は、振動溶着された加工品は良品である旨を表示部３０に表示する。また、演算処理手段２７で算出された各検出箇所の溶着寸法が設定値の範囲外にある場合は、振動溶着された加工品は不良品である旨を表示部３０に表示し、振動溶着機を停止すると同時に、不良品の発生を作業者等に報知する。
また、前記良否判定装置を備えた振動溶着機によって溶着加工品を成形し、この溶着加工品の良否を判定処理手段によって判定するとともに、前記溶着加工品に予め付与された識別番号と前記判定結果の内容を製品データとして記憶手段に記憶する。
したがって、記憶手段に記憶された溶着加工製品の識別番号と判定結果の内容を用いることにより、製品の履歴データとして保存し利用することが可能である。
【００３１】
このような本実施の形態にかかる振動溶着機によれば、加圧用治具１３と溶着用治具１４との相対的接近位置を複数の箇所で間接的に検出する複数の変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂを加圧用治具１４の周囲に配設し、加工品の振動溶着終了時に各変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂで検出されたそれぞれの接近位置情報を基に演算処理手段２７により、各検出箇所における加工品の溶着寸法を算出し、この演算処理手段２７で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と判定処理手段２８で比較するとともに各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否を判定する構成にしたので、加工品の溶着寸法を複数箇所、例えば４箇所で検出することができ、これにより、加工品の溶着部分が均質に溶着されているかを判定できるほか、加工品の溶着部分に対する加圧力の不均一性または加工品溶着部分の厚さの不均一性により、溶着部分の溶融度合いに部分的な差異が生じて不均一な溶着になっていても、これを判定することできる。その結果、振動溶着された加工品の良否判定が正確になり、製品の歩留りを向上できるという利点がある。
【００３２】
次に、図４により本発明にかかる振動溶着機の良否判定に用いられる変位センサの他の実施の形態について説明する。図４はこの他の実施の形態における変位センサと検出片との配列関係を示す説明用斜視図である。
この図４において、上記図２に示す場合と異なる点は、変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂうち、加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と直交する前後方向の両端箇所に配設された変位センサ１８Ａと１８Ｂを溶着用治具１４の振動方向（Ｘ軸方向）に対して直角、すなわち加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と平行する方向に向けて配置するとともに、この変位センサ１８Ａ，１８Ｂに相対向して溶着用治具１４に設けられた検出片１８Ａａ，１８Ｂｂを溶着用治具１４の振動方向（Ｘ軸方向）に対して直角に配置し、さらに、加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と直交する左右方向の両端箇所に配設された変位センサ１９Ａ，１９Ｂを加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに配置するとともに、この変位センサ１９Ａ，１９Ｂに相対向して溶着用治具１４に設けられた検出片１９Ａａ，１９Ｂｂを加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに配置したところにある。
【００３３】
変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂを上述のように配置することに伴い、演算処理手段２７は、溶着用治具１４の振動方向に対して直角に配置された変位センサ１８Ａ，１８Ｂが検出する接近位置情報を基に加工品の溶着寸法を算出するとともに、加圧用治具１３の移動方向に対して斜めに配置された変位センサ１９Ａ，１９Ｂが検出する接近位置情報を基に加圧用治具１３に対する溶着用治具１４の前後方向または左右方向のずれ量を算出する機能を有し、また、判定処理手段２８は、前記算出した溶着寸法とずれ量を予め設定した設定値と比較し、この比較結果から溶着寸法及びずれ量の一方または両方が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否判定を行う機能を有している。
また、判定処理手段２８の判定結果は制御手段２９に送出され、上記図１に示す場合と同様に表示部３０に表示されるように構成されている。
【００３４】
なお、この他の実施の形態において、変位センサ１８Ａ，１８Ｂと変位センサ１９Ａ，１９Ｂの配置状態を図４に示す場合と逆にしてもよい。すなわち、変位センサ１８Ａ，１８Ｂを加圧用治具１３の移動方向に対して斜めに配置し、変位センサ１９Ａ，１９Ｂを溶着用治具１４の振動方向に対して直角に配置することもかのである。
【００３５】
このような本実施の形態によれば、加圧用治具１３の前後方向の両端箇所に配設された変位センサ１８Ａと１８Ｂを溶着用治具１４の振動方向に対して直角に配置し、加圧用治具１３の左右方向の両端箇所に配設された変位センサ１９Ａ，１９Ｂを加圧用治具１３の移動方向に対して斜めに配置したので、加工品の溶着寸法と前後方向（または左右方向）のずれ量を検出できるとともに、この溶着寸法と前後方向（または左右方向）のずれ量を基に振動溶着された加工品の良否を判定することができ、溶着加工品の良否判定が更に正確になって、製品の歩留りを更に向上できる。
【００３６】
次に、図５により本発明にかかる振動溶着機の良否判定に用いられる変位センサの更に他の実施の形態について説明する。図５はこの更に他の実施の形態における変位センサと検出片との配列関係を示す説明用斜視図である。
この図５において、上記図２に示す場合と異なる点は、加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と直交する前後方向（Ｙ軸方向）の両端箇所に配設された変位センサ１８Ａ，１８Ｂを加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに配置し、さらに、加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）と直交する左右方向（Ｘ軸方向）の両端箇所に配設された変位センサ１９Ａ，１９Ｂを加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに配置し、さらに、変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂに相対向して溶着用治具１４に設けられた検出片１８Ａａ，１８Ｂｂ，１９Ａａ，１９Ｂｂを加圧用治具１３の移動方向（Ｚ軸方向）に対して斜めに配置したところにある。
【００３７】
変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂを上述のように配置することに伴い、演算処理手段２７は、各変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂが検出したそれぞれの接近位置情報を基に加工品の溶着寸法を算出するとともに、加圧用治具１３に対する溶着用治具１４の前後方向及び左右方向のずれ量をそれぞれ算出する機能を有し、また、判定処理手段２８は、演算処理手段２７で算出した溶着寸法とずれ量を予め設定した設定値と比較し、この比較結果から溶着寸法及びずれ量の一方または両方が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否判定を行う機能を有している。
また、判定処理手段２８の判定結果は制御手段２９に送出され、上記図１に示す場合と同様に表示部３０に表示されるように構成されている。
【００３８】
このような本実施の形態によれば、加圧用治具１３の前後方向の両端箇所及び左右方向の両端箇所にそれぞれ配設された変位センサ１８Ａと１８Ｂ及び１９Ａと１９Ｂを溶着用治具１４の振動方向に対して直角に配置したので、加工品の溶着寸法と前後方向及び左右方向のずれ量を検出できるとともに、この溶着寸法と前後方向及び左右方向のずれ量を基に振動溶着された加工品の良否を判定することができ、溶着加工品の良否判定が更に正確になって、製品の歩留りを更に向上ができる。
【００３９】
なお，上記の各実施の形態では、変位センサ１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂに半導体光位置センサを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されず，例えば、静電容量式の変位センサ、渦電流式変位センサまたは差動トランス式の変位センサを用いることができる。
また、本発明にかかる振動溶着機の構成は、上記実施の形態に示す構成のものに限らず、請求項に記載した技術的範囲を逸脱しない範囲において種々に変更し変形することは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
上記説明したのように本発明の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置によれば、加圧用治具と溶着用治具との相対的接近位置を複数の箇所で間接的に検出する複数の変位センサを加圧用治具の周囲に配設し、加工品の振動溶着終了時に各変位センサで検出されたそれぞれの接近位置情報を基に演算処理手段で各検出箇所における加工品の溶着寸法を算出し、この演算処理手段で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と判定処理手段で比較するとともに各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否を判定する構成にしたので、加工品の溶着寸法を複数箇所で検出することができ、これにより、加工品の溶着部分が均質に溶着されているかを判定できるほか、振動溶着された加工品の良否判定が正確になり、製品の歩留りを向上できる。
【００４１】
また、本発明によれば、加圧用治具の前後方向の両端箇所に配設された変位センサを溶着用治具の振動方向に対して直角に配置し、加圧用治具の左右方向の両端箇所に配設された変位センサを加圧用治具移動方向に対して斜めに配置したので、加工品の溶着寸法と前後方向（または左右方向）のずれ量を検出できるとともに、この溶着寸法と前後方向（または左右方向）のずれ量を基に振動溶着された加工品の良否を判定することができ、溶着加工品の良否判定が更に正確になって、製品の歩留りを更に向上できる。
【００４２】
また、本発明によれば、加圧用治具の前後方向の両端箇所及び左右方向の両端箇所にそれぞれ配設された変位センサを溶着用治具１４の振動方向に対して直角に配置したので、加工品の溶着寸法と前後方向及び左右方向のずれ量を検出できるとともに、この溶着寸法と前後方向及び左右方向のずれ量を基に振動溶着された加工品の良否を判定することができ、溶着加工品の良否判定が更に正確になって、製品の歩留りを更に向上ができる。
【００４３】
更に、本発明によれば、良否判定装置を備えた振動溶着機によって溶着加工品を成形し、この溶着加工品の良否を判定処理手段によって判定するとともに、前記溶着加工品に予め付与された識別番号と前記判定結果の内容を製品データとして記憶手段に記憶するように構成したので、記憶手段に記憶された溶着加工品の識別番号と判定結果の内容を用いることにより、製品の履歴データとして保存し利用することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる溶着加工品の良否判定装置を備えた振動溶着機の概略を示す構成図である。
【図２】図１における変位センサと検出片との配置関係の一例を示す説明用斜視図である。
【図３】本発明にかかる溶着加工品の良否判定装置に使用される変位センサの一例を示す構成説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態における変位センサと検出片との配列関係を示す説明用斜視図である。
【図５】本発明の更に他の実施の形態における変位センサと検出片との配列関係を示す説明用斜視図である。
【符号の説明】
１０振動溶着機
１１加圧手段
１２加圧テーブル
１３加圧用治具
１４溶着用治具
１５振動発生手段
１６第１加工品
１７第２加工品
１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ変位センサ
１８Ａａ，１８Ｂｂ，１９Ａａ，１９Ｂｂ検出片
２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ帯域通過フィルタ
２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ増幅回路
２４マルチプレクサ
２５Ａ／Ｄ変換回路
２６記憶部
２７演算処理手段
２８判定処理手段
２９制御手段
３０表示部

Claims

加圧手段により駆動される加圧テーブルと、前記加圧テーブル上に設けられ、第１加工品がセットされる加圧用治具と、前記加圧用治具と相対向するように配設され、第２加工品がセットされる溶着用治具と、前記溶着用治具に溶着用の振動を付与する振動発生手段とを備え、前記加圧手段により前記加圧用治具を前記溶着用治具に近接する方向へ動作させて前記第１及び第２加工品の溶着箇所が互いに圧接される状態に保持し、この状態で前記振動発生手段により前記溶着用治具を振動させることにより前記加工品の溶着箇所を摩擦熱で溶着する振動溶着機において、
前記加圧用治具と前記溶着用治具との相対的接近位置を複数の箇所で間接的に検出する複数の変位センサを前記加圧用治具の周囲に配設し、
さらに、前記加工品の振動溶着終了時に前記各変位センサで検出されたそれぞれの接近位置情報に基づいて前記各検出箇所における前記加工品の溶着寸法を算出する演算処理手段と、前記演算処理手段で算出された各検出箇所の溶着寸法を予め設定した設定値と比較し、前記各溶着寸法が設定値範囲内か否かにより溶着加工品の良否を判定する判定処理手段とを備えることを特徴とする振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置。
前記変位センサは、少なくとも前記加圧用治具の移動方向と直交する前後方向の両端箇所と同様に直交する左右方向の両端箇所にそれぞれ配設され、前後方向及び左右方向の一方の変位センサは前記溶着用治具の振動方向に対して直角に配置され、前後方向及び左右方向の他方の変位センサは前記加圧用治具の移動方向に対して斜めに配置され、前記演算処理手段は前記振動方向に対して直角に配置された変位センサが検出する接近位置情報を基に前記加工品の溶着寸法を算出するとともに前記加圧用治具の移動方向に対して斜めに配置された変位センサが検出する接近位置情報を基に前記加圧用治具に対する前記溶着用治具の前後方向または左右方向のずれ量を算出し、前記判定処理手段は前記算出した溶着寸法とずれ量を基に溶着加工品の良否判定を行うことを特徴とする請求項１記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置。
前記変位センサは、少なくとも前記加圧用治具の移動方向と直交する前後方向の両端箇所と同様に直交する左右方向の両端箇所にそれぞれ配設され、前後方向及び左右方向の各変位センサは前記加圧用治具の移動方向に対して斜めに配置され、前記演算処理手段は前記各変位センサが検出する接近位置情報を基に前記加工品の溶着寸法を算出するとともに前記加圧用治具に対する前記溶着用治具の前後方向及び左右方向のずれ量をそれぞれ算出し、前記判定処理手段は前記算出した溶着寸法とずれ量を基に溶着加工品の良否判定を行うことを特徴とする請求項１記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置。
前記各変位センサは、それぞれの変位センサと相対向するようにして前記溶着用治具側に別々に設けられた検出片を有し、前記加工品の溶着終了時に前記各変位センサとこれら各変位センサに相対向する前記各検出片との接近位置が前記加圧用治具と前記溶着用治具との相対的接近位置情報として各変位センサで検出されるように構成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置。
前記変位センサは、半導体光位置センサ、静電容量式変位センサ、渦電流式偏変位センサもしくは差動トランス式変位センサの何れかであることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の振動溶着機における溶着加工品の良否判定装置。
前記請求項１に記載の良否判定装置を備えた振動溶着機によって成形されていることを特徴する溶着加工製品。
前記請求項１に記載の良否判定装置を備えた振動溶着機によって溶着加工品を成形し、この溶着加工品の良否を判定処理手段によって判定するとともに、前記溶着加工品に予め付与した識別番号と前記判定結果の内容を製品データとして記憶手段に記憶するようにしたことを特徴する請求項６記載の溶着加工製品。