JP3072021B2 - 芯材をくるむ表皮部材端部の溶着及び切断装置 - Google Patents

芯材をくるむ表皮部材端部の溶着及び切断装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車のサンバイザ
の製造等に施用されて良好な、芯材をくるむ表皮部材端
部の溶着及び切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず、サンバイザについて説明する。従
来のサンバイザとして、図７に示すようなものが開発さ
れている。図において、１はサンバイザ本体で、このサ
ンバイザ本体１は図８に示すように、合成樹脂材料を発
泡成形した芯材２と、この芯材２の外表面をくるむ表皮
部材３とを主要素として構成されている。４はミラーユ
ニットで、このミラーユニット４はミラー本体５とこの
ミラー本体５に軸６を介して回動自在に連結されたミラ
ーカバー７とから構成され、前記サンバイザ本体１に形
成したミラーユニット収容凹部８内に収容固定してあ
る。また、ミラーユニット４を取り付けたサンバイザ本
体１は、このサンバイザ本体１の一側に回動自在に取付
けられた支軸１ａを介して図外の車両の天井部分に、車
体の前後及び上下方向に回動可能に取り付けられてい
る。なお、９は前記芯材２に埋設された補強用のワイヤ
ーフレームである。
【０００３】前記表皮部材３は、クロスとウレタンの複
合材料、クロス単体、不織布などからなる２枚の表皮材
料を重ね合わせて図７においてＡ部分を縫製加工して袋
状にし、その内部に予め発泡成形した芯材２を収装した
後、同じくＢ部分において表皮部材３の端部１０を超音
波溶着することにより、芯材２をくるむようになってい
る。そして、超音波溶着の後、その溶着部分の外周側が
切除される。
【０００４】従来の超音波溶着は、図９及び図１０に示
すように、超音波溶着装置１１の加圧装置１２に取付け
られて超音波振動エネルギが供給される超音波ホーン１
３の形状を、超音波溶着するＢ部分の超音波溶着線の形
状に相似の形状とすると共に、表皮部材端部１０を挟ん
で前記超音波ホーン１３に対峙するようにベッド１４上
に配置される受け部材１５が、超音波ホーン１３の形状
と同様に、表皮部材端部１０の溶着線の形状に相似の形
状とされ、表皮部材３の端部１０を介して超音波ホーン
１３を受け部材１５に押圧して行われる。なお、１６は
サンバイザ本体１の受け治具、１７は超音波振動エネル
ギの大きさ及び押圧力を制御する制御装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
例にあっては、次のような問題点が生じる虞があった。 （１）超音波ホーン１３と受け部材１５との両方が、溶
着線の形状に相似の形状を持った所謂総型形状であるた
め、これらを形成するには焼き入れされた工具鋼等を精
密加工する必要があり、高価となると共に、これらの加
工精度や加圧シリンダまたはベッド１４への取り付け精
度、特に両者の平面度及び両者の平行度が十分でない
と、溶着時に部分的に溶着不良箇所が生じる。 （２）また、溶着部分の外周側の切除（溶断）を溶着と
同時に行うには、超音波ホーン１３に供給する超音波振
動エネルギ及び加圧力を大きくしなければならず、装置
の大型化及び作業騒音の増大を招来する。
【０００６】本発明は上記従来の実情に鑑みて案出され
たもので、超音波ホーンと受け部材との加工精度及び取
り付け精度に格別意を払うことなく、溶着不良の発生を
防止すると共に、装置の大型化及び作業騒音の増大をす
ることなしに、溶着及びこの溶着部分の外周側の切除
（切断）とを同時に行うことができる溶着及び切断装置
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の溶着及
び切断装置は、加圧装置に取り付けられて超音波振動エ
ネルギが供給される超音波ホーンと、この超音波ホーン
が移動可能に取り付けられた制御機構と、表皮部材端部
を挟んで前記超音波ホーンに対峙するように、表皮部材
端部の溶着及び切断線に沿って配置された受け部材と、
前記制御機構に取り付けられた超音波ホーンを所定圧力
で受け部材側に押圧しつつ溶着及び切断線に沿って移動
制御する制御装置とから構成してある。また、溶着及び
切断線よりも外周側の表皮部材端部に放射方向の張力を
与える表皮クランプを付属させた構成にしてある。更
に、超音波ホーンの先端形状は湾曲形状または半球形状
に形成してある。
【０００８】
【作用】超音波ホーンに超音波振動エネルギを供給し
て、この超音波ホーンを受け部材に押圧しつつ所定の溶
着及び切断線に沿って移動制御して、表皮部材端部の超
音波溶着を行う。超音波振動エネルギの供給継続によっ
て、溶着線よりも僅かに外周側が溶断し、溶着線よりも
外周側の表皮部材端部が芯材側から切除（切断）され
る。さらに、表皮クランプの張力により、溶着線よりも
外周側の表皮部材端部の切除（切断）がより迅速に実行
される。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
述する。なお、従来と同一構成部分には同一符号を付し
て説明する。
【００１０】図１は本発明の溶着及び切断装置の説明
図、図２は図１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。図におい
て１９は加圧装置２０に取り付けられ、超音波振動エネ
ルギが供給される超音波ホーンで、この超音波ホーン１
９は、この超音波ホーン１９を表皮部材端部１０の溶着
及び切断線に沿って移動可能なように、制御機構２１に
取り付けられている。この制御機構２１は、超音波溶着
及び切断装置のベッド１４上に固定されたレール２２
と、このレール２２に対して、一端部がこのレール２２
の長手方向に移動可能に取り付けられた腕部材２３とか
ら構成され、この腕部材２３に対して、前記超音波ホー
ン１９が移動可能に取り付けられている。即ち、腕部材
２３はレール２２に案内されて矢印Ｙ方向に移動可能
で、腕部材２３に取り付けられた超音波ホーン１９はＸ
方向に移動可能である。したがって、超音波ホーン１９
は、この制御機構２１によって平面上を二次元的に自在
に移動可能で、かつ加圧装置２０による軸方向の移動が
可能であるから、結局三次元的に移動可能である。ま
た、超音波ホーン１９は従来に比較して小さく尖形であ
って、その先端部１９ａは、図３乃至図４に示すように
湾曲形状、または図５に示すように半球形状に形成さ
れ、表皮部材端部１０の表面に接しての移動を円滑なら
しめる。
【００１１】２４は表皮部材端部１０を挟んで前記超音
波ホーン１９に対峙するように、表皮部材端部１０の溶
着及び切断線に沿って配置された受け部材で、この受け
部材２４は、薄鋼板を溶接及び切断線に沿う形状に曲げ
加工して形成され、その基部２４ａが図２に示すよう
に、取り付け部材２５を介してベッド１４上に固定され
ている。
【００１２】２６は表皮部材端部１０を挟んでん上下に
対を成す表皮クランプで、その先端部２６ａで溶着及び
切断線よりも外周側の表皮部材端部１０を上下に挟み、
表皮部材端部１０に放射方向の張力を与える。この表皮
クランプ２６は、溶着及び切断線よりも外周側の表皮部
材端部１０が芯材２側から切除（切断）されるのを迅速
かつ至便ならしめると共に、表皮部材３に皺が生じるの
を防止する。また、溶接及び切断線よりも芯材２側にも
上下に対を成す芯材側表皮クランプ２７が設けられてお
り、芯材２側の表皮部材端部１０もその先端２７ａで上
下に挟まれている。この芯材側表皮クランプ２７は、溶
着及び切断時に表皮クランプ２６による張力で芯材２側
の表皮部材３が破損するのを有利に防止する。なお、図
２においてサンバイザ本体１の下側に位置する芯材側表
皮クランプ２７は、サンバイザ本体１の受け治具を兼ね
ている。また、この実施例において表皮部材３は、ポリ
エステルクロス３ａとウレタン３ｂとの複合材料からな
っている。
【００１３】２８は制御装置で、この制御装置２８は、
前記制御機構２１に取り付けられた超音波ホーン１９へ
の超音波振動エネルギの供給を制御すると共に、加圧装
置２０による超音波ホーン１９の受け部材側２４への押
圧力を所定圧力に制御し、かつこの超音波ホーン１９の
表皮部材端部１０の溶着及び切断線に沿っての移動及び
その移動速度を制御する。
【００１４】斯かる構成によれば、予めＡ部分（図７参
照）を縫製加工して袋状にした表皮部材３の内部に芯材
２を収装して、Ｂ部分（図７参照）の表皮部材端部１０
を溶着及び切断する前のサンバイザ本体１を、受け治具
を兼ねる下側の芯材側表皮クランプ２７上に載置し、溶
着及び切断線の内外に対峙する表皮クランプ２６及び芯
材側表皮クランプ２７で表皮部材端部１０を挟み、表皮
クランプ２６で放射方向に所定の張力を与える。つい
で、制御装置２８の制御により、超音波振動エネルギが
供給される超音波ホーン１９の先端部１９ａを、表皮部
材端部１０を介して受け部材２４側に所定圧力で押圧し
つつ、所定速度で溶着及び切断線に沿ってで移動制御す
る。これによって、表皮部材端部１０が溶着線の部分で
溶着され、さらなる超音波エネルギの供給継続で溶着線
よりも僅かに外周側の溶着線に沿って切断（溶断）され
る。ここに、溶着及び切断が同時に実行される。
【００１５】したがって、この実施例によれば、超音波
ホーン１９が尖形で、所定の圧力及び速度で溶着及び切
断線に沿って移動するため、次に述べるような効果が得
られる。 （１）受け部材２４が薄鋼板を曲げ加工することで容易
に形成できるなど、超音波ホーン１９や受け部材２４の
加工精度及びこれらの取り付け精度、特に両者の平面度
及び平行度等に格別の精度を必要とせず、安定した溶着
及び切断が同時にかつ容易に成就できる。 （２）また、超音波ホーン１９が接する部分の面積が小
さく、単位面積当りの超音波振動エネルギ密度及び押圧
力が大きくできるから、溶着から切断（溶断）に至まで
の超音波振動エネルギ及び加圧力が従来に比較して小さ
くて済み、装置の小形化及び作業騒音の減少が図れる。
【００１６】前記実施例は、一部を縫製加工した表皮部
材３の端部１０を超音波溶着及び切断する実施例につい
て述べたが、本発明においては、超音波ホーンが平面上
を二次元的に移動することが可能であるから、表皮部材
の縫製加工を廃止して、サンバイザ本体１の外周全域に
亘って表皮部材端部１０を超音波溶着及び切断すること
も可能である。即ち、芯材の両側にこの芯材をくるむ表
皮部材の表皮材料を縫製加工することなしにそれぞれ配
置し、複数の表皮クランプ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２
６Ｄ，２６Ｅを、図６に示すようにサンバイザ本体の外
周を取り囲むように配置して、表皮部材端部をクランプ
して放射方向（図示矢印方向）に所定の張力を与える。
一方、受け部材を溶着及び切断線に沿って全域に配置し
ておき、この状態で、超音波ホーンを溶着及び切断線に
沿って前記実施例と同様に移動させることにより、前記
実施例において縫製加工していたＡ部分（図７参照）を
含めて芯材の外周側全域に亘って超音波溶着及び切断が
可能である。
【００１７】これにより、前記実施例と同様の作用効果
が得られるのに加え、表皮部材の縫製加工を廃止できる
ことによって製造コストの低廉化が図られる。また、縫
製加工においては表皮部材の表皮材料を粗形状に切り分
けた後、更に所定の縫い代を有する縫製前形状に精密に
型抜きする必要があったが、この型抜き作業が不要とな
る。
【００１８】以上、実施例を図面に基づいて説明した
が、具体的構成はこの実施例に限られるものではなく、
発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例え
ば、本発明はサンバイザの製造への適用のみならず、各
種の、芯材をくるむ表皮部材端部の溶着及び切断に適用
できるものである。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、芯材をくるむ表皮部材端部の溶着及び切断装置で
あって、加圧装置に取り付けられて超音波振動エネルギ
が供給される超音波ホーンと、この超音波ホーンが移動
可能に取り付けられた制御機構と、表皮部材端部を挟ん
で前記超音波ホーンに対峙するように、表皮部材端部の
溶着及び切断線に沿って配置された受け部材と、前記制
御機構に取り付けられた超音波ホーンを所定圧力で受け
部材側に押圧しつつ溶着及び切断線に沿って移動制御す
る制御装置とから構成したことにより、超音波ホーンと
受け部材との精度、特に両者の平面度及び平行度等に格
別の精度を必要とせず、安定した溶着及び切断を同時に
かつ容易に成就できる。また、溶着から切断（溶断）に
至までの超音波振動エネルギ及び加圧力が従来に比較し
て小さくでき、装置の小形化及び作業騒音の減少を図る
ことができる。また、溶着及び切断線よりも外周側の表
皮部材端部に放射方向の張力を与える表皮クランプを付
属させたことにより、切断を迅速かつ至便に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶着及び切断方法の説明図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図３】超音波ホーンの先端形状を示す図面である。
【図４】超音波ホーンの先端形状の別の実施例を示す図
面である。
【図５】超音波ホーンの先端形状の更に別の実施例を示
す図面である。
【図６】本発明の別の実施例を示す表皮クランプの配置
状態を説明する図面である。
【図７】従来のサンバイザを示す図面である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図９】従来の溶着方法の説明図である。
【図１０】図９のＥ部拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 芯材 ３ 表皮部材 １０ 表皮部材端部 １９ 超音波ホーン ２０ 加圧装置 ２１ 制御機構 ２４ 受け部材 ２６ 表皮クランプ ２８ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/82 B60J 3/00 - 3/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 芯材をくるむ表皮部材端部の溶着及び切
    断装置であって、加圧装置に取り付けられて超音波振動
    エネルギが供給される超音波ホーンと、この超音波ホー
    ンが移動可能に取り付けられた制御機構と、表皮部材端
    部を挟んで前記超音波ホーンに対峙するように、表皮部
    材端部の溶着及び切断線に沿って配置された受け部材
    と、前記制御機構に取り付けられた超音波ホーンを所定
    圧力で受け部材側に押圧しつつ溶着及び切断線に沿って
    移動制御する制御装置とを備えたことを特徴とする、芯
    材をくるむ表皮部材端部の溶着及び切断装置。
  2. 【請求項２】 溶着及び切断線よりも外周側の表皮部材
    端部に放射方向の張力を与える表皮クランプを付属させ
    てなる、請求項１記載の芯材をくるむ表皮部材端部の溶
    着及び切断装置。
  3. 【請求項３】 前記超音波ホーンの先端は湾曲形状に成
    形されてなる、請求項１及び請求項２記載の芯材をくる
    む表皮部材端部の溶着及び切断装置。
  4. 【請求項４】 前記超音波ホーンの先端は半球形状に成
    形されてなる、請求項１及び請求項２記載の芯材をくる
    む表皮部材端部の溶着及び切断装置。
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