JP2004345146A - 溶着加工製品の良否判定方法及び溶着加工製品 - Google Patents

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Abstract

【課題】熱可塑性材からなる加工品を振動摩擦熱で溶着した溶着加工製品の良否判定方法に関するものである。
【解決手段】前記第１加工品３１と第２加工品３２は互いに振動溶着される所要面積の接合面３１ａ，３２ａをそれぞれ有し、前記第１及び第２加工品の一方の接合面の周縁箇所に前記第１及び第２加工品の他方の接合面と振動溶着される凸条３２ｂをエンドレスに形成し、前記エンドレス状凸条３２ｂの内側を前記他方の接合面と振動溶着される区画用凸条３２ｃにより複数の空間３３に区画し、前記第１及び第２加工品の一方に前記各空間を大気に連通する別々の通気孔３４を形成し、前記接合面を振動溶着した後、前記各空間にそれぞれの通気孔３４を通してエア源４０１から気密検査用エアを供給し、前記空間内のエア圧力を圧力センサ４０３で検出し、この検出値が設定値以上か否かを判定処理手段４０７により判定して加工品の溶着の良否を判定する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性材からなる加工品を面接触させた状態で、その面方向に相対振動させることにより生じる摩擦熱で溶着できるようにした振動溶着機によって成形される溶着加工製品の良否判定方法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いて、その助手席や運転席などの前面部を覆う内装パネル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、内蔵のインフレータを動作させることで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エアーバックをパネル外に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】
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は、内装パネルと同質の熱可塑性樹脂材からなる補強部材を溶着し、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共に、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。このような内装パネルと補強部材との溶着には振動溶着機が使用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０４３６０４号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、振動溶着機により溶着される内装パネルや補強部材などの加工品は熱可塑性樹脂材から成形され、そして、互いに振動溶着される加工品同士の接合面は、両接合面が共に平面の場合または一方が平面で他方が凹凸面を呈するように構成されている。
このような加工品同士を互いに圧接させた状態で両者の接合面を振動溶着する場合、接合面に湾曲や凹突部などがあると、これによって両者の接合面間に閉じられた空間が生じる。このため、この空間内に閉じ込められた空気が接合面の振動溶着時に熱膨張されると、この空間部に対応する加工品が部分的に凸状に変形されるおそれがあるほか、最悪の場合には溶着部位か部分的に剥離されるおそれがある。また、空間内に閉じ込められた空気が溶着加工品の冷却に伴い収縮された場合には、この空間部に対応する加工品が部分的に凹状に変形されるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、振動溶着される加工品の接合部分の変形及び剥離をなくすことができる溶着加工製品を提供するために、上記振動溶着された加工品の溶着部位の良否を判定できるようにした溶着加工製品の良否判定方法及び溶着加工製品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記第１の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、熱可塑性の第１及び第２加工品を振動溶着機によって振動溶着してなる溶着加工製品の溶着良否判定方法であって、前記第１加工品と第２加工品は互いに振動溶着される所要面積の接合面をそれぞれ有し、前記第１及び第２加工品の一方の接合面の周縁箇所に前記第１及び第２加工品の他方の接合面と振動溶着される凸条をエンドレスに形成し、前記エンドレス状凸条の内側を前記他方の接合面と振動溶着される区画用凸条により複数の空間に区画し、前記第１及び第２加工品の一方に前記各空間を大気に連通する別々の通気孔を形成し、前記各空間をそれぞれの通気孔を介して大気に連通した状態で前記エンドレス状凸条及び区画用凸条と前記他方の接合面とを振動溶着した後、前記各空間にそれぞれの通気孔を通して気密検査用エアを供給し、前記空間内のエア圧力を圧力センサで検出し、この検出値が設定値以上か否かを判定処理手段により判定して加工品の溶着の良否を判定するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、溶着加工製品が前記請求項１に記載の良否判定方法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とする。
【０００９】
請求項３の発明は、前記請求項１に記載の良否判定方法によって成形される溶着加工品の良否を判定処理手段により判定すると共に、前記溶着加工品となる第１加工品又は第２加工品のいずれかに予め付与したバーコード又は識別番号と前記判定結果の内容とを製品データとして記憶手段に記憶できるようにした溶着加工製品に関する。
【００１０】
【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〜図３により本発明における溶着加工製品の溶着良否判定方法について説明する。
【００１１】
図１は本発明方法を溶着加工製品の溶着の良否判定に適用した場合の例を示す概略構成図、図２は本発明の実施の形態における第２加工品の平面図、図３は図１に示すＣ部分の拡大断面図である。
【００１２】
この実施の形態に適用される溶着加工製品３０は、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂を主原料として成形された合成樹脂製の車両用内装パネル等に相当する第１加工品３１と、オレフィン系エラストマー又はウレタン系エラストマーなどの熱可塑性樹脂材によって形成されたパネル用補強部材等に相当する第２加工品３２とから構成され、第２加工品３２は第１加工品３１の裏面に振動溶着によって固着されるように構成されている。
【００１３】
上記第１加工品３１は裏面に所要面積の接合面３１ａを有し、この接合面３１ａには、図３に示すように、摩擦抵抗を増大するための微細な凹凸３１ｂ、例えば梨地状の微細凹凸またはシボなどが形成されている。
また、上記第２加工品３２は、第１加工品３１の接合面３１ａに対応した所要面積の接合面３２ａを有し、この接合面３２ａの周縁箇所には、図１〜図３に示すように、第１加工品３１の接合面３１ａと振動溶着される凸条３２ｂ（高さが０．５〜１．０ｍｍ程度）がエンドレスに形成されている。
【００１４】
さらに、このエンドレス状凸条３２ｂで囲まれた接合面３２ａの領域には、これを複数の空間３３に区画する区画用凸条３２ｃ（高さが０．５〜１．０ｍｍ程度）が形成され、この区画用凸条３２ｃは第１加工品３１の接合面３１ａと振動溶着されるものである。
【００１５】
また、第２加工品３２の接合面３２ａの箇所には、上記各空間３３をそれぞれ大気に連通する別々の通気孔３４が形成されている。
【００１６】
また、図１に示す符号４０は振動溶着された溶着加工製品３０の溶着の良否を判定するための良否判定装置であり、この良否判定装置４０は、上記空間３３に気密検査用エアを供給するエア供給源４０１と、このエア供給源４０１と空間３３との間を接続するエア導入路４０２に設けられ、空間３３内の圧力を検出する圧力センサ４０３と、この圧力センサ４０３から出力される信号のうち、溶着部の温度に関係する信号成分のみを通過させる帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４０４と、この帯域通過フィルタ４０４を通過した検出信号を電圧に変換して増幅する増幅回路４０５と、この増幅回路４０５から出力される検出信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路４０６と、このＡ／Ｄ変換回路４０６でディジタル量に変換された検出データを基に空間３３内のエア圧力が予め設定した設定値以上か否かを判定して加工品の溶着の良否を判定する判定処理手段４０７と、これらＡ／Ｄ変換回路４０６及び判定処理手段４０７等を制御し管理する制御手段４０８を含んで構成されている。
【００１７】
また、制御手段４０８には、判定処理手段４０７での判定結果などを表示する表示部４０９が接続されている。
【００１８】
このような本実施の形態において、第１加工品３１と第２加工品３２とを振動溶着する場合は、上述する実施の形態と同様に、両加工品を図示省略した振動溶着機にセットし、第１加工品３１の接合面３１ａと第２加工品３２のエンドレス状凸条３２ｂ及び区画用凸条３２ｃとを接触させる。
【００１９】
そして、これら加工品３１と３２を両側から加圧した状態で接合面の面方向に相対振動すると、その摩擦熱で第１加工品３１の接合面３１ａと第２加工品３２のエンドレス状凸条３２ｂ及び区画用凸条３２ｃとの接触部位が溶融され、接着される。
この時、各空間３３はそれぞれの通気孔３４を介して大気に連通されているため、この空間３３内の空気が摩擦熱により加熱されても空間３３内が高圧になることがない。
【００２０】
そして、予め設定した振動溶着時間（１０〜２０秒）が経過すると、振動溶着機は停止し、さらに、予め設定した冷却時間（１０〜１５秒）が経過すると加工品の溶着作業が終了し、溶着の良否判定処理へと移行する。
【００２１】
この加工品の溶着良否判定処理では、まず、エア導入路４０２を空間３３に接続して、エア供給源４０１から気密検査用エアを空間３３に供給する。これにより空間３３内の圧力を圧力センサ４０３で検出し、この検出信号を帯域通過フィルタ４０４及び増幅回路４０５を介してＡ／Ｄ変換回路４０６に出力する。そして、Ａ／Ｄ変換回路４０６でディジタル信号に変換された検出データを判定処理手段４０７に取り込んで処理することにより、空間３３内のエア圧力が予め設定した設定値以上か否かを判定して加工品の溶着の良否を判定する。
【００２２】
ここで、空間３３内のエア圧力が設定値以上の場合は、振動溶着された加工製品の溶着が良品であると判定し、その旨を制御手段４０８から表示部４０９に表示する。また、空間３３内のエア圧力が設定値以下の場合は、振動溶着された加工製品の接合部に溶着不良が生じていると判定し、その旨を制御手段４０８から表示部４０９に表示すると同時に、不良品の発生を作業者等に報知する。
なお、前記溶着加工品となる第１加工品又は第２加工品の少なくとも一方に予めバーコードまたは識別番号を予め付設し、溶着以前に前記バーコード又は識別番号をリーダーで読みとり、溶着後の前記溶着加工品の溶着の良否を判定処理手段により判定すると共に、前記判定結果の内容を製品データとして記憶手段（図示せず）に記憶しておくことも可能である。
【００２３】
このような本実施の形態に示す溶着加工製品の溶着良否判定方法及び溶着加工製品においては、各空間３３をそれぞれの通気孔３４を介して大気に連通した状態で第１加工品３１の接合面３１ａと第２加工品３２のエンドレス状凸条３２ｂ及び区画用凸条３２ｃとを振動溶着した後、各空間３３にそれぞれの通気孔３４を通して気密検査用エアをエア供給源４０１から供給して、空間３３内のエア圧力を圧力センサ４０３で検出し、この検出値が設定値以上か否かを判定処理手段４０７で判定して加工品の溶着の良否を判定するように構成したので、振動溶着された加工製品の溶着部位の良否を確実に判定することができ、かつ溶着加工製品の歩留りを向上できる。
【００２４】
なお、本発明方法における実施の形態では、エンドレス状凸条３２ｂ及び区画用凸条３２ｃを第２加工品３２の接合面３２ａに形成する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第１加工品３１の接合面３１ａに形成するようにしてよい。
【００２５】
また、本発明における空間３３に対する通気孔３４は、本発明方法における実施の形態に示すように第２加工品３２に設けるものに限らず、第１加工品３１に設けてもよい。
【００２６】
また、第２加工品３２の接合面３２ａ（又は、第１加工品３１の接合面３１ａ）に形成されるエンドレス状凸条３２ｂのパターンは図２に示すものに限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明にかかる溶着加工製品の溶着良否判定方法によれば、第１及び第２加工品の互いの接合面をエンドレス状凸条及び区画用凸条を介して振動溶着する時、前記エンドレス状凸条及び区画用凸条により区画された複数の空間を別々の通気孔により大気に開放し、そして、第１及び第２加工品の振動溶着後は、各空間にそれぞれの通気孔を通して気密検査用エアを供給し、前記空間内のエア圧力を圧力センサで検出し、この検出値が設定値以上か否かを判定処理手段により判定して加工品の溶着の良否を判定するように構成したので、振動溶着された加工製品の溶着部位の良否を確実に判定することができ、かつ溶着加工製品の歩留りを向上できる。
【００２８】
また、本発明によれば、良否判定方法によって成形される溶着加工品の良否を判定処理手段により判定すると共に、前記溶着加工品となる第１加工品又は第２加工品のいずれかに予め付与したバーコード又は識別番号と前記判定結果の内容とを製品データとして記憶手段に記憶でき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できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を溶着加工製品の溶着の良否判定に適用した場合の例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における第２加工品の平面図である。
【図３】図１に示すＣ部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
３０ 溶着加工製品
３１ 第１加工品
３１ａ 接合面
３１ｂ 微細な凹凸
３２ 第２加工品
３２ａ 接合面
３２ｂ エンドレス状凸条
３２ｃ 区画用凸条
３３ 空間
３４ 通気孔
４０ 良否判定装置
４０１ エア供給源
４０２ エア導入路
４０３ 圧力センサ
４０４ 帯域通過フィルタ
４０５ 増幅回路
４０６ Ａ／Ｄ変換回路
４０７ 判定処理手段
４０８ 制御手段
４０９ 表示部

Claims (3)

  1. 熱可塑性の第１及び第２加工品を振動溶着機によって振動溶着してなる溶着加工製品の溶着良否判定方法であって、
    前記第１加工品と第２加工品は互いに振動溶着される所要面積の接合面をそれぞれ有し、前記第１及び第２加工品の一方の接合面の周縁箇所に前記第１及び第２加工品の他方の接合面と振動溶着される凸条をエンドレスに形成し、前記エンドレス状凸条の内側を前記他方の接合面と振動溶着される区画用凸条により複数の空間に区画し、前記第１及び第２加工品の一方に前記各空間を大気に連通する別々の通気孔を形成し、
    前記各空間をそれぞれの通気孔を介して大気に連通した状態で前記エンドレス状凸条及び区画用凸条と前記他方の接合面とを振動溶着した後、前記各空間にそれぞれの通気孔を通してエア源から気密検査用エアを供給し、前記空間内のエア圧力を圧力センサで検出し、この検出値が設定値以上か否かを判定処理手段により判定して加工品の溶着の良否を判定するように構成したことを特徴とする溶着加工製品の良否判定方法。
  2. 前記請求項１に記載の良否判定方法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とする溶着加工製品。
  3. 前記請求項１に記載の良否判定方法によって成形される溶着加工品の良否を判定処理手段により判定すると共に、前記溶着加工品となる第１加工品又は第２加工品のいずれかに予め付与したバーコード又は識別番号と前記判定結果の内容とを製品データとして記憶手段に記憶できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の溶着加工製品。
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