JP3066543B2 - カーペットを取付けたパネルを製造するための方法及び装置 - Google Patents

カーペットを取付けたパネルを製造するための方法及び装置

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    • B29L2031/7322—Carpets

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建築用及び装飾用の目
的のために用いられるカーペットを取付けたパネルの製
造に係る。
【０００２】カーペットを取付けたパネル（以下これを
カーペットパネルと呼ぶ）は本質的に注型若しくは加熱
形成によるプラスチックのパネルであり、合成繊維でで
きたカーペットが取付けてある基体からなっている。こ
の型のパネルは非常に一般的であるが、最も良く知られ
ている用途の一つは自動車産業に於てであり、ドアパネ
ル、キックパネル、計器盤、コンソール、座席背もた
れ、後部床等はしばしばこのようなカーペットパネルか
らなっている。
【０００３】
【従来の技術】従来、このようなパネルは、例えば基体
にカーペット素材をステープルにて機械的に留付けるこ
とによって製造されてきた。しかしステープル留めによ
る製造は好ましい外観に欠け、ステープルの位置でしか
カーペットを基体に固定させることができない。もう一
つの固定方法は超音波による局部溶接を使用するもので
ある。しかしこの方法でさえも、超音波ホーンもしくは
アンビルがカーペット素材に係合した位置に目に見える
溶接の跡を残し、又前述のように、接着は溶接部の位置
にのみ施される。更に他の一つの方法は、カーペット素
材と基体の間に配置された接着層を使用する方法であ
る。しかし接着材の使用は硬化時間を必要とするため時
間を消費し、しかも接着材は匂いを発し、又極度の高温
や低温には耐えない。又、一般には時間の経過と共に接
着力が失われていく。
【０００４】
【発明の概要】本発明の方法及び装置は、振動又は摩擦
による溶接を用いてカーペットの外観を損うことなく基
体とカーペットの間に申し分のない接着を施すものであ
る。この効果はカーペットの裏面を基体の表面に押付け
重合せるように置き、カーペットと基体の間に短い時間
間隔で相互に並進往復運動を施すことによって得られ
る。カーペットと基体が適合性のある合成素材からなっ
ているならば、堅固で適切な接着がカーペットと基体の
間の事実上全接触面に於て得られる。
【０００５】このような方法で組立てられたカーペット
パネルは、従来の方法及び技術に比べて見た目と耐久性
に於て優れているという特徴を持つ。
【０００６】本発明の主な目的の一つは、改良されたカ
ーペットパネルの製造方法を提供することである。
【０００７】本発明の他の一つの重要な目的は、カーペ
ット素材を熱可塑性の基体に接合するために振動による
溶接を用いることによってカーペットパネルを製造する
方法を提供することである。
【０００８】又本発明の他の一つの目的は、迅速で且経
済的なやり方でカーペットパネルを製造する方法を提供
することである。
【０００９】又本発明の他の一つの目的は、カーペット
と基体の間に強制的な係合を施すために特別に構成され
た平板を提供することである。
【００１０】更に本発明のその他の目的は、以下に添付
の図を参照しつつ行われる実施例についての説明より明
確になるであろう。
【００１１】
【実施例】図１には本発明の溶接されたカーペットパネ
ルが示されており、該カーペットパネルは、基体１２
と、裏地素材の層１４及び繊維１６からなり基体の上に
重ねられこれに溶接されたカーペットから構成される。
基体はできれば、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン樹脂）又はポリプロピレン又はポリエチレ
ン素材からなる加熱形成体若しくは注型体のパネルであ
ることが好ましい。カーペットの裏地素材は最も一般的
にはポリエチレン又はポリプロピレン又はラテックス素
材からなっており、一方繊維は非常に多くの場合ナイロ
ン若しくはポリプロピレン素材からできている。カーペ
ットはこの分野に於て周知である通り、房状又は針状の
タイプのものであってよい。又、裏地のないカーペット
も本願に於て使用できるが、その場合カーペットは熱可
塑性繊維の素材からできているものでなければならず、
天然繊維であってはならない。何故なら、後者は摩擦熱
を受けその後冷却される場合に溶接による結合を惹起こ
さないからである。
【００１２】次に図２及び図６について述べる。ここで
は組立てられたカーペットパネル１０を提供する装置及
び方法が示されている。符号１８の部分は固定された平
板を表わしており、又符号２０は動力手段２２への付勢
に応じる移動可能な平板を表わしており、この移動可能
な平板２０は動力手段２２に連結されることによって図
中の矢印２４の方向に水平平面の中で往復運動をするよ
うになっている。平板１８は製造物が挿入され溶接され
るため及び溶接された製造物を外すために矢印２６の方
向に上下運動をするよう作られている。更に図示されて
いない力の手段によって溶接の周期の間に平板１８は平
板２０に押しつけられる。又、動力手段２２は、米国特
許第３，９２０，５０４号に詳しく示されているような
重ね板ばねに対し作用する磁気の手段を含んでいてよ
い。平板１８及び平板２０の間には、基体１２及び裏地
１４と裏地１４から直立している繊維１６とからなるカ
ーペットが挿入される。
【００１３】本願発明の一つの重要な特徴は、カーペッ
トの裏地層に係合しこのカーペットを基体と密接に係合
させるべく下方に押しつけるための互いに密に配列され
たピン３０（典型的には１平方インチ（６．４５平方セ
ンチメートル）当り９〜８１本のピン）のパターンを有
する平板を使用するところにある。図４及び図６のよう
に代表的な実施例に於ては、各ピンは断面が正方形で一
辺が０．０６０インチ（１．５ミリメートル）の厚さで
あり、符号３２のように先端近くでテーパを付されてお
り、平で尖っていない先端面３４を有する。平板と同様
にピンもアルミニウム又は鉄のような金属からできてい
る。又、代表的な実施例に於てピンのパターンは１平方
インチ（６．４５平方センチメートル）当り１６、３２
又は６４本のピンを含んでおり、全てのピンは図３に描
かれているように互いに等間隔で配置されている。更に
ピンの高さは最低でも裏地層を含めたカーペットの厚さ
の１．１倍とされるのが好ましい。
【００１４】もう一つのピンの実施例が図５に示されて
おり、ここではピン３０Ａには丸みを帯びた先端面３４
Ａが備わっている。
【００１５】代表的な溶接周期は、ピーク間の変位幅が
０．０６０〜０．０７０インチ（１．５〜１．８ミリメ
ートル）であり毎秒２４０周期という比較的低い振動数
にて移動可能な平板を用いて、溶接されるべき面積及び
繊維の密度に依存して５〜２０秒の間にある。密に配列
されたピン及び小さい変位幅の効果によって、摩擦熱の
散逸により事実上係合する面の全領域が熱せられて柔ら
かくなり、振動の終了後に冷え、かくして基体とカーペ
ットとの間の事実上完全な結合力が得られる。その結果
は、従来利用されていた方法にて得られる結果に比べて
著しく優れている。
【００１６】表１は最も一般的に用いられる素材に関す
る溶接の適合性を示す。表に於て、「適合」は強い結合
を、「幾らか適合」は前者より弱い結合を、又「限られ
た適合」は更に弱い結合をそれぞれ意味する。
【００１７】 表 １ 基 体 の 素 材 カーペットの下地の素材 ＡＢＳ ＰＰ ＰＥ ラテックス × × × ポリエチレン（ＰＥ） − × × ポリプロピレン（ＰＰ） − × ○ なし（裏地なし） ○ × ○ （注意） ×：適合 ○：幾らか適合 −：限られた適合 ＡＢＳ：アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂
【００１８】別素材の裏地層を持たないカーペットの場
合も、繊維がナイロン又はポリプロピレンのように、摩
擦熱の散逸に反応じて軟化し流動しその後冷却して基体
に固着し結合する素材からなっている限り基体に溶接さ
れることが可能である。
【００１９】もう一つの実施例としては、平板２０が固
定され、平板１８が往復運動をするようになっていても
よくこれも又本発明の原理を外れるものではない。しか
しながら、ピン３０は、カーペットと基体を密接に係合
させるべくカーペットに係合するように配置されていな
ければならない。
【００２０】上記のパラメータを用いて、長さ４２イン
チ（１０７センチメートル）、幅３．５インチ（８．９
センチメートル）、及び厚さ３／１６インチ（０．４８
センチメートル）であるポリプロピレンの基体を使用
し、自動車のキックパネルが成功裏に製造された。この
際、溶接装置の振動数は毎秒２４０周期で、変位幅はピ
ークとピークの間で０．０６〜０．０７インチ（１．５
〜１．８ミリメートル）であった。
【００２１】以上に於ては本発明を幾つかの実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実
施例が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図１】カーペットパネルの一部断面による立面図。
【図２】振動溶接によって組立てられたパネルを提供す
るための装置を表わす解図的立面図。
【図３】直立したピンを有する上部パネルの拡大平面
図。
【図４】平板から直立しているピンの拡大立面図。
【図５】もう一つのピン構造の立面図。
【図６】図２を少し拡大してより解り易くした図。
【符号の説明】
１０…カーペットパネル １２…基体 １４…カーペットの裏地層 １６…カーペットの繊維 １８…固定された平板 ２０…移動可能な平板 ２２…動力手段 ２４…平板２０の振動方向（水平方向）を表す矢印 ２６…平板１８の振動方向（上下方向）を表す矢印 ３０、３０Ａ…ピン ３２…ピンの先端近くのテーパ部 ３４…ピンの平らな先端面 ３４Ａ…ピンの丸みをおびた先端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラルド・エフ・パトリイ アメリカ合衆国コネチカット州、ブルッ クフィールド、プロスペクト・ドライヴ 19 (72)発明者 ヘンリー・エイ・ペンシエロ アメリカ合衆国コネチカット州、スタム フォード、ハノーヴァー・ストリート 32 (56)参考文献 特開 昭59−148629（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−107925（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開3718424（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/02 - 65/78 B29L 31:58

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】カーペットを取付けたパネルを製造する方
    法であって、 熱可塑性の素材からなる基体と、前記基体と接触させ該
    基体との接触界面に摩擦熱を発生させると前記基体に結
    合し得る熱可塑性の素材からなるカーペットとを重合せ
    ることと、 前記カーペット及び前記基体の間に、前記カーペットに
    係合する密に配列されたピンを使用することを含む強制
    的な係合を施すことと、 強制的な係合の下に、前記基体及び前記カーペットを予
    め決められた時間相互に並進往復運動させ摩擦熱を発生
    させ、前記運動の停止後前記摩擦熱の散逸によって前記
    カーペットが前記基体に結合されることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】請求項１記載のカーペットを取付けたパネ
    ルの製造方法であって、前記ピンがカーペットの細糸が
    直立する側の面に係合するカーペットを取付けたパネル
    の製造方法。
  3. 【請求項３】請求項１記載のカーペットを取付けたパネ
    ルの製造方法であって、前記の密に配列されたピンが１
    平方インチ（６．４５平方センチメートル）当り９〜８
    １本の密度に配列されるカーペットを取付けたパネルの
    製造方法。
  4. 【請求項４】請求項１記載のカーペットを取付けたパネ
    ルの製造方法であって、前記ピンのそれぞれが少くとも
    カーペットの厚さの１．１倍の高さを持つカーペットを
    取付けたパネルの製造方法。
  5. 【請求項５】請求項１記載のカーペットを取付けたパネ
    ルの製造方法であって、振動のピークとピークの間の振
    幅が０．１００インチ（０．２５４センチメートル）よ
    り小さいカーペットを取付けたパネルの製造方法。
  6. 【請求項６】固定された平板と移動可能な平板を含み、
    前記移動可能な平板を並進往復運動せしめるために前記
    移動可能な平板に動力手段が連結された振動溶接装置で
    あって、前記平板の何れかであって前記固定平板と前記
    移動可能平板の間に配置されたカーペット素材に係合す
    るための該平板から直立している密に配列されたピンを
    有する平板を備えることを特徴とする振動溶接装置。
  7. 【請求項７】請求項６記載の振動溶接装置であって、前
    記ピンが１平方インチ（６．４５平方センチメートル）
    当り９〜８１本の密度に配列されていることを特徴とす
    る振動溶接装置。
  8. 【請求項８】請求項７記載の振動溶接装置であって、前
    記ピンが前記ピンに係合されるカーペットの厚さの少く
    とも１．１倍の高さを有することを特徴とする振動溶接
    装置。
  9. 【請求項９】請求項６記載の振動溶接装置であって、前
    記ピンが正方形の断面を有し先端付近でテーパ状をな
    し、尖っていない先端面を有することを特徴とする振動
    溶接装置。
  10. 【請求項１０】請求項６記載の振動溶接装置であって、
    前記ピンが前記移動可能な平板より直立していることを
    特徴とする振動溶接装置。
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