JP3887143B2 - ワーク保持用の汎用治具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワーク保持用の汎用治具に係り、例えばワークを加工する際や、ワークを組付ける際にワークを所定の姿勢に保持するためのワーク保持用の汎用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワーク保持用の汎用治具は、例えばワークを加工する際や、ワークを組付ける際にワークを所定の姿勢に保持するための治具であるが、ここでは理解を容易にするために、具体例としてインストルメントパネル用の振動溶着装置に使用する押え治具について説明する。
【０００３】
自動車の運転席前方にはインストルメントパネル（以下、「インパネ」と略記する）が取り付けられ、インパネの裏面にはエアコン用のダクトを取り付けている。インパネの裏面にエアコン用のダクトを取り付ける方法として振動溶着が知られており、この方法を次図で説明する。
【０００４】
図７は従来の振動溶着装置を示す側面図である。振動溶着装置１００の振動台１０１に支え部材１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを取り付け、支え部材１０２ａ〜１０２ｃにダクト用部材１０３を載せる。次に、ダクト用部材１０３の上にインパネ１０４を載せ、ダクト用部材１０３の第１溶着部１０３ａ、第２溶着部１０３ｂ及び第３溶着部１０３ｃにインパネ１０４の裏面を接触させる。
次いで、インパネ１０４の上面に押え治具１０５を載せ、この押え治具１０５に荷重をかけることによりインパネ１０４を押え付ける。この状態で、振動台１０１を駆動してダクト用部材１０３を図面に対して表裏方向に振動する。
【０００５】
これにより、ダクト用部材１０３の第１〜第３溶着部１０３ａ〜１０３ｃとインパネ１０４の接触部とに摩擦熱が発生し、その摩擦熱で第１〜第３接触部１０３ａ〜１０３ｃとインパネ１０４の接触部とが溶融する。ダクト用部材１０３の第１〜第３接触部１０３ａ〜１０３ｃがインパネ１０４に溶着して、ダクト用部材１０３をインパネ１０４に取り付ける。
【０００６】
ところで、押え治具１０５は、基部１０６をアルミ合金で形成し、押え部１０７をウレタンで形成し、ウレタンでインパネ１０４を押えるものである。この押え治具１０５は、マスターモデルを使用して製造する。次図で、押え治具１０５の製造方法について説明する。
【０００７】
図８（ａ），（ｂ）は従来の振動溶着装置に使用する押え治具の製造説明図である。
（ａ）は、マスターモデルから製作した基部１０６及び成形型１０８を型閉めした状態を示す。基部１０６凹部と成形型１０８の凸部とでキャビティ１０９を形成し、成形型１０８のゲート１０８ａからキャビティ１０９に矢印ａの如く溶融状態のウレタンを供給する。ウレタンが凝固して押え治具１０５（図７参照）を製造した後、成形型１０８を矢印ｂの如く上昇する。
（ｂ）は、押え治具１０５を反転してウレタン製の押え部１０７を下向きにした状態を示す。これで、図７に示す振動溶着装置１００の押え治具１０５を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、押え治具１０５を製造する際に、マスターモデルを製作する作業、マスターモデルから基部１０６及び成形型１０８を製造する作業、及びウレタンを溶融状態に溶かしてキャビティ１０９に流し込む作業が必要になる。このため、押え治具１０５を製造するには手間がかかり、治具製作費が嵩む要因になる。
【０００９】
さらに、この押え治具１０５は専用部材なので、インパネ１０４の形状に合せて多種の押え治具を揃える必要があり、治具製作費がより嵩む要因になる。
加えて、振動溶着するインパネ１０４の種類を変更する際に、インパネ１０４に併せて押え治具１０５も交換する必要がある。このため、押え治具１０５の交換に手間がかかり、振動溶着装置１００の停止時間が長くなるので、生産性を下げる要因になる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、治具製作費を抑え、さらに生産性を高めることができるワーク保持用の汎用治具を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、基台（１１）上に支持された下の部材（１８）の上に上の部材（２０）からなるワークを載せ、上から上の部材（２０）を抑えるようにしたワーク保持用の汎用治具であって、基台（１１）にロッド（２２）を介して昇降自在に支持された昇降プレート（３２）に垂下、支持された下面が開いたボックス（３４）と、該ボックス（３４）を上下に区分するように設けた通気性板（４０）と、該通気性板（４０）の下方に配設され、ボックスに周辺部を取付、支持された可撓性袋（４５）と、該可撓性袋（４５）内に充填した粉末（５０）と、前記通気性板（４０）の上に設けられたチャンバ（３７）と、該通気性板（４０）の上方に吸気口（５５）を臨ませ、ボックス（３４）内のチャンバ（３７）を排気するための排気手段（５４）と、前記可撓性袋（４５）を上昇位置から下降させて下方に位置する上の部材（２０）上に可撓性袋（４５）を載せることで、該可撓性袋（４５）が上の部材（２０）に倣って上方に窪み、充填した内部の粉末（５０）が上昇して該粉末（５０）の上面が通気性板（４０）の下面に密着した後に、排気手段（５４）を始動させる排気制御部（６０）とからなることを特徴とするワーク保持用の汎用治具である。
【００１２】
ワークに可撓性袋を載せて可撓性袋をワークに倣って上方に窪ませ、可撓性袋内の粉末を上昇させて粉末の上面を通気性板の下面に密着する。この状態で、排気手段を始動させることで可撓性袋内の空気を排気する。これにより、可撓性袋内が低圧若しくは真空状態になり、大気圧との差圧により、可撓性袋が粉末を通気性板に押し付ける役割を果たす。この結果、粉末はワークに倣った形状で固まり、ワーク保持用の治具が完成する。
【００１３】
さらに、ワークの種類を変えるときには、低圧若しくは真空状態を大気圧に戻して、前記手順を繰り返せば、新たなワーク保持用の治具に変えることができる。このため、ワーク保持用の治具を汎用治具として使用することができるので、多種の治具を準備する必要がない。
加えて、ワークの種類を変えたときに、新たなワークに合せて治具を交換する必要がないので、治具交換の手間を省くこともできる。
【００１４】
請求項２において、粉末は、粒径２．０〜２．５ｍｍ、比重０．３の発泡樹脂ビーズと、粒径０．１〜０．１５ｍｍ、比重４．０のサンドとを混合したものであることを特徴とする。
【００１５】
小型の治具では、可撓性袋にサンドのみを充填することは差し支えないが、ある程度大型の治具又はサンド厚さ（高さ寸法）が大きな治具では次の課題が生じる。
サンドが比較的重いため、治具が全体的に重くなり、作業者への負担が増すので、取扱上軽量化が求められる。
また、大気圧との差圧で可撓性袋を通気性板へ押圧するが、一例として差圧が３８０ｍｍＨｇであれば、１ｃｍ2当り０．５ｋｇｆの力でしか上方へ押圧できない。従ってあまりサンドの高さ寸法が大きいとサンドを持上げることができないことになる。
【００１６】
そこで、比重の小さい、すなわち軽い発泡樹脂ビーズと、比重の大きい、すなわち重いサンドとを混合することにより粉末の軽量化を図る。このため、可撓性袋内の空気を排気することで、可撓性袋内の粉末を大気圧との差圧で確実に通気性板の下面に押し付けることができる。
【００１７】
さらに、粒径の大きな発泡樹脂ビーズを比重０．３と小さく、かつ粒径の小さなサンドを比重４．０と大きくした。このため、粒径の小さなサンドを可撓性袋の底面に沿って推積させて、可撓性袋の底面をワークの形状に精度よく倣わせることができる。
加えて、サンドは粒径が０．１〜０．１５ｍｍと小さいので、サンドを大気圧で押し固めた際の収縮が小さく、可撓性袋の底面の形状をワークの形状に精度よく倣わせた状態に保つことができる。
請求項３においては、下の部材（１８）はダクト用部材であり、上の部材（２０）は車両のインストルメントパネルであり、ダクト用部材を振動装置（１２）で支持し、ダクト用部材に載せたインストルメントパネルを可撓性袋の底面で把持するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るワーク保持用の汎用治具を取り付けた振動溶着装置の断面図である。
振動溶着装置１０は、矩形状の基台１１の略中央に振動装置１２を取り付け、矩形状の基台１１の四隅にロッド２２・・・（・・・は複数を示す）を立て、ロッド２２・・・にガイド２３・・・を介してワーク保持用の汎用治具（汎用押え治具）３０を昇降自在に取り付け、汎用押え治具３０と基台１１とを昇降シリンダ６５でつないだものである。
【００１９】
振動装置１２は、基台１１に、図面に対して表裏方向に振動する振動発生部１３を取り付け、この振動発生部１３の上面１４に、一例として第１支え部材１５、第２支え部材１６、第３支え部材１７を取り付けたものである。第１〜第３支え部材１５〜１７は、各々の頂部１５ａ，１６ａ，１７ａに下の部材であるダクト用部材１８の第１溶着部１８ａ、第２溶着部１８ｂ、第３溶着部１８ｃを載せることでダクト用部材１８を支える。
【００２０】
従って、振動装置１２の振動発生部１３を、図面に対して表裏方向に振動することで、第１支え部材１５、第２支え部材１６、第３支え部材１７とダクト用部材１８とを一体的に、図面に対して表裏方向に振動する。
下の部材であるダクト用部材１８の第１溶着部１８ａ、第２溶着部１８ｂ、第３溶着１８ｃにはワークを構成する上の部材であるインパネ２０が載せられている。
【００２１】
昇降シリンダ６５は、ロッド６６を前進させることにより汎用押え治具３０を待機位置Ｐ１に配置し、ロッド６６を後退することにより汎用押え治具３０を押付位置Ｐ２（図４も参照）に配置する昇降手段である。
なお、待機位置Ｐ１は、インパネ２０の上方でインパネ２０から汎用押え治具３０を離した位置である。押付位置Ｐ２は、インパネ２０に汎用押え治具３０を押し付けた位置（図４も参照）である。
【００２２】
汎用押え治具３０は、ガイド２３・・・に取り付けた昇降プレート３２と、この昇降プレート３２に下面３４ａが開いた状態に取り付けたボックス３４と、このボックス３４を上下に区分けする様にボックス３４内に掛け渡した通気性板４０と、この通気性板４０より下方にてボックス３４に取り付けた可撓性袋４５と、通気性板４０との間に所定の間隔（空間）Ｓが空く程度に可撓性袋４５に充填した粉末５０と、通気性板４０の上方に吸気口５５を臨ませ、ボックス３４内を排気するために準備した排気手段５４と、ワーク（インパネ）２０に可撓性袋４５を載せることで可撓性袋４５がインパネ２０に倣って上方に窪み、粉末５０が上昇して粉末５０の上面５０ａが通気性板４０の下面４０ａに密着した後に、排気手段５４を始動させる排気制御部６０とからなる。なお、６２は圧力計である。
【００２３】
ボックス３４は、上ボックス部３５及び下ボックス部３６からなり、上ボックス部３５の上フランジ３５ａをボルト３８ａ、ナット３８ｂで昇降プレート３２に取り付け、上ボックス部３５及び下ボックス部３６間に通気性板４０及び可撓性袋４５を挟持したことにより、上ボックス部３５、昇降プレート３２及び通気性板４０で真空チャンバ３７を形成するものである。
なお、上ボックス部３５及び下ボックス部３６については図２で詳しく説明する。
【００２４】
粉末５０は、粒径２．０〜２．５ｍｍ、比重０．３の発泡樹脂ビーズ５１を体積比率９０％に設定し、粒径０．１〜０．１５ｍｍ、比重４．０のサンド５２を体積比率１０％に設定したものである。
比重０．３の発泡樹脂ビーズ５１を体積比率９０％、比重４．０のサンド５２を体積比率１０％に設定することで、粉末５０の比重を０．６７と小さく設定した。なお、発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２の体積比率や比重は、これに限らないで任意に設定してもよい。
【００２５】
例えば、発泡樹脂ビーズ５１の体積比率９０％、サンド５２の体積比率１０％の割合は、比較的大型の汎用押え治具３０に好適であるが、小型の汎用押え治具３０の場合には発泡樹脂ビーズ５１の体積比率を９０％より小さく、サンド５２の体積比率を１０％より大きく設定することも可能である。
【００２６】
発泡樹脂ビーズ５１の粒径が２．０ｍｍより小さいと、発泡樹脂ビーズ５１の数量が多くなり粉末５０の全体重量が大きくなり過ぎる。一方、発泡樹脂ビーズ５１の粒径が２．５ｍｍより大きいと発泡樹脂ビーズ５１間の空間が大きくなり過ぎてサンド５２が発泡樹脂ビーズ５１間の空間を通って通気性板４０側に吸引されてしまい、サンド５２を可撓性袋４５の底面４７に残して置くことが難しい。そこで、発泡樹脂ビーズ５１の粒径を２．０〜２．５ｍｍに設定した。
【００２７】
サンド５２の粒径が０．１ｍｍより小さいと、サンド５２は通気性板４０のフィルタ４２を通過してしまう。一方、サンド５２の粒径が０．１５ｍｍより大きいとインパネ２０の形状に精度よく倣わせることが難しい。そこで、サンド５２の粒径を０．１０〜０．１５ｍｍ（１２０メッシュ相当）に設定した。なお、汎用押え治具３０の用途に対応させて発泡樹脂ビーズ５１やサンド５２の粒径を任意に設定することは可能である。
【００２８】
ここで、粉末５０のサンド５２は、発泡樹脂ビーズ５１と比べて粒径が小さく、かつ比重が大きいので可撓性袋４５の底面４７側に位置することができる。従って、粒径の小さいサンド５２をインパネ２０の形状に精度よく倣わせることができる。
【００２９】
排気手段５４は、昇降プレート３２に吸気口５５を形成することで吸気口５５を真空チャンバ３７に吸気口５５を臨ませ、この吸気口５５に排気路５６をつなぎ、排気路５６の端部に真空ポンプ５７をつなぎ、排気路５６の途中にオンオフ弁（ソレノイド弁）５８を設けたものである。
真空ポンプ５７は、最大吸引力が６８０ｍｍＨｇ、定格吸引力が５５０ｍｍＨｇである。なお、真空ポンプ５７の吸引力は、例えば可撓性袋４５などの大きさに合せて任意に設定してもよい。
【００３０】
排気制御部６０は、オンオフ弁（ソレノイド弁）５８を開／閉する信号をオンオフ弁５８に伝え、かつ真空ポンプ５７を駆動／停止する信号を真空ポンプ５７に伝えることにより、インパネ２０に可撓性袋４５を載せることで可撓性袋４５がインパネ２０に倣って上方に窪み、粉末５０が上昇して粉末５０の上面が通気性板４０の下面に密着した後に排気手段５４を始動させる。
【００３１】
図２は本発明に係るワーク保持用の汎用治具の分解斜視図であり、可撓性袋４５に粉末５０を充填していない状態を示す。
ボックス３４は、上ボックス部３５と下ボックス部３６とからなる。上ボックス部３５は、アルミ合金などの軽合金で矩形筒形に形成したもので、上下端に上フランジ３５ａ及び下フランジ３５ｂを備える。
下ボックス部３６は、アルミ合金などの軽合金で矩形筒形に形成したもので、上端にフランジ３６ａを備える。
【００３２】
通気性板４０は、矩形状のパンチングメタル４１と、パンチングメタル４１の下面側に配置したフィルタ４２とからなる。パンチングメタル４１は、板厚３ｍｍの軽合金で形成したもので、周縁を除いた領域に孔径ｄの孔４１ａ・・・を所定間隔で均一に形成したものである。孔径ｄは粉末５０（発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２）を通さない大きさに設定する。
フィルタ４２は、ネル製の布をパンチングメタルと同形の矩形状に形成し、図１に示す粉末５０（発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２）を通さないように設定したものである。
【００３３】
可撓性袋４５は、樹脂フイルムを熱溶着することで上端開口の矩形状袋を形成し、上端にフランジ４６を備える。この可撓性袋４５に粉末５０（図１参照）を充填すると、粉末５０の重量で底面４７が船底のように湾曲状に変形する。
樹脂フイルムの厚さは０．７５ｍｍが好ましいがこれに限らない。
【００３４】
上ボックス部３５及び下ボックス部３６間に、上から順にシール４８、パンチングメタル４１、フィルタ４２及びシール４８を配置し、上ボックス部３５の下フランジ３５ｂ及び下ボックス部３６のフランジ３６ａをボルト３９ａ、ナット３９ｂで閉め付けることにより、下フランジ３５ｂ及びフランジ３６ａ間にシール４８、パンチングメタル４１、フィルタ４２及びシール４８を挟持する。なお、図１はシール４８を省略した状態を示す。
【００３５】
次に、振動溶着装置１０の作用について説明する。
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る振動溶着装置の第１作用説明図である。
（ａ）において、振動装置１２の第１〜第３支え部材１５〜１７にダクト用部材１８の第１〜第３溶着部１８ａ〜１８ｃを載せ、第１〜第３溶着部１８ａ〜１８ｃにインパネ２０を載せることで図１と同じ状態にセットする。
図１に示す昇降シリンダ６５のロッド６６を後退することにより汎用押え治具３０を待機位置Ｐ１から矢印▲１▼の如く下降する。
【００３６】
（ｂ）において、汎用抑え治具３０の可撓性袋４５をインパネ２０に載せることで、可撓性袋４５の底面４７がインパネ２０に倣って上方に窪む。これにより、可撓性袋４５内の粉末５０（発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２）が矢印▲２▼の如く上昇し、粉末５０の上方の空間Ｓが狭まる。
【００３７】
図４は本発明に係る振動溶着装置の第２作用説明図である。
汎用押え治具３０が押付位置Ｐ２に到達する。このとき粉末５０の上面５０ａが通気性板４０の下面４０ａ、すなわちフィルタ４２に密着する。
ここで、粉末５０のうちの発泡樹脂ビーズ５１は比重０．３と小さく、かつサンド５２は比重４．０と大きい。このため、サンド５２は可撓性袋４５の底面４７に沿って推積し、発泡樹脂ビーズ５１はサンド５２の上方に推積する。
サンド５２を可撓性袋４５の底面４７に沿って推積させることで、可撓性袋４５の底面４７をインパネ２０の形状に精度よく倣わせることができる。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る振動溶着装置の第３作用説明図である。
（ａ）において、排気制御部６０からオンオフ弁５８に開信号を伝えてオンオフ弁（ソレノイド弁）５８を開き、さらに真空ポンプ５７に駆動信号を伝えて真空ポンプ５７を駆動する。
可撓性袋４５内の空気（すなわち、粉末５０間の隙間に残っている空気）が真空チャンバ３７を介して吸気口５５→排気路５６→オンオフ弁５８→排気路５６→真空ポンプ５７に吸い込み、真空ポンプ５７から大気に排気する。
【００３９】
このため、可撓性袋４５内が低圧若しくは真空状態になり、大気圧との差圧により、可撓性袋４５が粉末５０を通気性板４０の下面４０ａに押圧する役割を果たす。ここで、比重の小さい発泡樹脂ビーズ５１を体積比率９０％に設定し、比重の大きいサンド５２を体積比率１０％に設定することで、粉末５０の軽量化を図った。このため、可撓性袋４５内の空気を排気することで、可撓性袋４５内の粉末５０を大気圧で確実に通気性板４０の下面４０ａに押し付けることができる。この結果、粉末５０はインパネ２０に倣った状態で固まる。
【００４０】
加えて、可撓性袋４５の底面４７側に位置するサンド５２は、粒径０．１〜０．１５ｍｍと小さいので、大気圧で押し固めた際に収縮が小さく、可撓性袋４５の底面４７の形状を精度よくインパネ２０の形状に倣わせることができる。
【００４１】
（ｂ）において、圧力計６２の圧力が設定値に到達したとき、排気制御部６０から真空ポンプ５７に停止信号を伝えて真空ポンプ５７を停止し、さらにオンオフ弁５８に閉信号を伝えてオンオフ弁（ソレノイド弁）５８を閉じる。黒塗りバルブは閉じた弁を示す。
この状態で、振動装置１２の振動発生部１３を駆動してダクト用部材１８を、図面に対して表裏方向に振動する。
【００４２】
ダクト用部材の第１〜第３溶着部１８ａ〜１８ｃとインパネ２０の接触部とに摩擦熱が発生し、その摩擦熱で第１〜第３接触部１８ａ〜１８ｃとインパネ２０の接触部とが溶融する。従って、ダクト用部材１８の第１〜第３接触部１８ａ〜１８ｃがインパネ２０に溶着して、ダクト用部材１８をインパネ２０に取り付ける。
振動溶着完了後、図１に示す昇降シリンダ６５のロッド６６を前進させることにより汎用押え治具３０を矢印▲５▼の如く上昇する。
【００４３】
図６は、本発明に係る振動溶着装置の第４作用説明図である。
汎用押え治具３０が押付位置Ｐ１に到達する。
可撓性袋４５内の空気（すなわち、粉末５０間の空間に残っている空気）が真空チャンバ３７を介して大気に排気した状態を維持しているので、可撓性袋４５内の粉末５０をインパネ２０（図５（ｂ）に示す）に倣った形状のままで固着状態を保つことができる。
従って、この汎用押え治具３０を繰り返し使用して、インパネ２０の振動溶着を継続することができる。
【００４４】
汎用押え治具３０によれば、可撓性袋４５をインパネ２０に倣わせるとともに粉末５０の上面５０ａを通気性板４０の下面４０ａに密着させ、この状態で、可撓性袋４５内の空気を排気して大気圧で可撓性袋４５内の粉末５０の上面５０ａを通気性板４０の下面４０ａに押し付ける。
従って、粉末５０をインパネ２０に倣わせた形状のままで固着状態を保つことができ、ワーク保持用の治具（すなわち、押え治具）３０として使用することができる。これにより、押え治具３０を簡単に準備することができる。
【００４５】
さらに、インパネ２０の種類を変えるときには、低圧若しくは真空状態を大気圧に戻して、前記手順を繰り返せば、新たなインパネ２０用の汎用押え治具３０に変えることができる。このため、汎用押え治具３０として使用することができるので、多種の押え治具を準備する必要がない。
加えて、インパネ２０を変更する際に、インパネ２０に合せて押え治具を交換する必要がないので、押え治具交換の手間を省くことができる。
【００４６】
なお、前記実施の形態では、ワーク保持用の汎用治具３０を振動溶着装置１０の汎用押え治具とした例について説明したが、ワーク保持用の汎用治具３０はこれに限るものではなく、その他にレーザ加工機のワーク受け治具などに使用することも可能である。
また、ワークをインパネ２０として説明したが、その他のワークに適用することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、基台（１１）上に支持された下の部材（１８）の上に上の部材（２０）からなるワークを載せ、上から上の部材（２０）を抑えるようにしたワーク保持用の汎用治具であって、基台（１１）にロッド（２２）を介して昇降自在に支持された昇降プレート（３２）に垂下、支持された下面が開いたボックス（３４）と、該ボックス（３４）を上下に区分するように設けた通気性板（４０）と、該通気性板（４０）の下方に配設され、ボックスに周辺部を取付、支持された可撓性袋（４５）と、該可撓性袋（４５）内に充填した粉末（５０）と、前記通気性板（４０）の上に設けられたチャンバ（３７）と、該通気性板（４０）の上方に吸気口（５５）を臨ませ、ボックス（３４）内のチャンバ（３７）を排気するための排気手段（５４）と、前記可撓性袋（４５）を上昇位置から下降させて下方に位置する上の部材（２０）上に可撓性袋（４５）を載せることで、該可撓性袋（４５）が上の部材（２０）に倣って上方に窪み、充填した内部の粉末（５０）が上昇して該粉末（５０）の上面が通気性板（４０）の下面に密着した後に、排気手段（５４）を始動させる排気制御部（６０）とからなることを特徴とする。
従って、本発明では、ワーク（上の部材）に可撓性袋を載せて可撓性袋をワークに倣って上方に窪ませ、可撓性袋内の粉末を上昇させて粉末の上面を通気性板の下面に密着する。この状態で、排気手段を始動させることで可撓性袋内の空気を排気する。これにより、可撓性袋内が低圧若しくは真空状態になり、大気圧との差圧により、可撓性袋が粉末を通気性板に押し付ける役割を果たす。こ結果、粉末はワークに倣った形状で固まり、ワーク保持用の治具が完成する。従って、ワーク保持用の治具を簡単に準備することができ、治具の製作費を抑えることができる。
【００４８】
さらに、ワークの種類を変えるときには、低圧若しくは真空状態を大気圧に戻して、前記手順を繰り返せば、新たなワーク保持用の治具に変えることができる。このため、ワーク保持用の治具を汎用治具として使用することができるので、多種の治具を準備する必要がない。従って、治具製作費をより抑えることができる。
加えて、ワークの種類を変えたときに、新たなワークに合せて治具を交換する必要がない。従って、治具交換の手間を省くことができるので、生産性を高めることができる。
【００４９】
請求項２は、比重の小さい、すなわち軽い発泡樹脂ビーズと、比重の大きい、すなわち重いサンドとを混合することにより粉末の軽量化を図る。このため、可撓性袋内の空気を排気することで、大気圧との差圧で可撓性袋内の粉末を確実に通気性板の下面に押し付けることができる。これにより、粉末を所定の形状に固着した状態に保つことができる。
【００５０】
さらに、粒径の大きな発泡樹脂ビーズを比重０．３と小さく、かつ粒径の小さなサンドを比重４．０と大きくした。このため、粒径の小さなサンドを可撓性袋の底面に沿って推積させて、粒径の大きな発泡樹脂ビーズをサンドの上方に推積させることができる。粒径の小さなサンドを可撓性袋の底面に沿って推積させることで、可撓性袋の底面をワークの形状に精度よく倣わせることができる。
【００５１】
加えて、可撓性袋の底面側に位置するサンドは、粒径０．１〜０．１５ｍｍと小さいので、大気圧で押し固めた際の収縮が小さく、可撓性袋の底面の形状を精度よくワークの形状に倣わせたままで固着状態を保つことができる。
この結果、粉末を精度よくワークの形状に倣わせることで、ワークを確実に保持することができ、治具の信頼性を固めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク保持用の汎用治具を取り付けた振動溶着装置の断面図
【図２】本発明に係るワーク保持用の汎用治具の分解斜視図
【図３】本発明に係る振動溶着装置の第１作用説明図
【図４】本発明に係る振動溶着装置の第２作用説明図
【図５】本発明に係る振動溶着装置の第３作用説明図
【図６】本発明に係る振動溶着装置の第４作用説明図
【図７】従来の振動溶着装置を示す側面図
【図８】従来の振動溶着装置に使用する押え治具の製造説明図
【符号の説明】
１０…振動溶着装置、２０…ワーク（インパネ）、３０…ワーク保持用の汎用治具（汎用押え治具）、３４…ボックス、３４ａ…下面、４０…通気性板、４１…パンチングメタル、４２…フィルタ、４５…可撓性袋、５０…粉末、５０ａ…上面、５１…発泡樹脂ビーズ、５２…サンド、５４…排気手段、５５…吸気口、６０…排気制御部、Ｓ…間隔（空間）。
【発明の属する技術分野】
本発明はワーク保持用の汎用治具に係り、例えばワークを加工する際や、ワークを組付ける際にワークを所定の姿勢に保持するためのワーク保持用の汎用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワーク保持用の汎用治具は、例えばワークを加工する際や、ワークを組付ける際にワークを所定の姿勢に保持するための治具であるが、ここでは理解を容易にするために、具体例としてインストルメントパネル用の振動溶着装置に使用する押え治具について説明する。
【０００３】
自動車の運転席前方にはインストルメントパネル（以下、「インパネ」と略記する）が取り付けられ、インパネの裏面にはエアコン用のダクトを取り付けている。インパネの裏面にエアコン用のダクトを取り付ける方法として振動溶着が知られており、この方法を次図で説明する。
【０００４】
図７は従来の振動溶着装置を示す側面図である。振動溶着装置１００の振動台１０１に支え部材１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを取り付け、支え部材１０２ａ〜１０２ｃにダクト用部材１０３を載せる。次に、ダクト用部材１０３の上にインパネ１０４を載せ、ダクト用部材１０３の第１溶着部１０３ａ、第２溶着部１０３ｂ及び第３溶着部１０３ｃにインパネ１０４の裏面を接触させる。
次いで、インパネ１０４の上面に押え治具１０５を載せ、この押え治具１０５に荷重をかけることによりインパネ１０４を押え付ける。この状態で、振動台１０１を駆動してダクト用部材１０３を図面に対して表裏方向に振動する。
【０００５】
これにより、ダクト用部材１０３の第１〜第３溶着部１０３ａ〜１０３ｃとインパネ１０４の接触部とに摩擦熱が発生し、その摩擦熱で第１〜第３接触部１０３ａ〜１０３ｃとインパネ１０４の接触部とが溶融する。ダクト用部材１０３の第１〜第３接触部１０３ａ〜１０３ｃがインパネ１０４に溶着して、ダクト用部材１０３をインパネ１０４に取り付ける。
【０００６】
ところで、押え治具１０５は、基部１０６をアルミ合金で形成し、押え部１０７をウレタンで形成し、ウレタンでインパネ１０４を押えるものである。この押え治具１０５は、マスターモデルを使用して製造する。次図で、押え治具１０５の製造方法について説明する。
【０００７】
図８（ａ），（ｂ）は従来の振動溶着装置に使用する押え治具の製造説明図である。
（ａ）は、マスターモデルから製作した基部１０６及び成形型１０８を型閉めした状態を示す。基部１０６凹部と成形型１０８の凸部とでキャビティ１０９を形成し、成形型１０８のゲート１０８ａからキャビティ１０９に矢印ａの如く溶融状態のウレタンを供給する。ウレタンが凝固して押え治具１０５（図７参照）を製造した後、成形型１０８を矢印ｂの如く上昇する。
（ｂ）は、押え治具１０５を反転してウレタン製の押え部１０７を下向きにした状態を示す。これで、図７に示す振動溶着装置１００の押え治具１０５を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、押え治具１０５を製造する際に、マスターモデルを製作する作業、マスターモデルから基部１０６及び成形型１０８を製造する作業、及びウレタンを溶融状態に溶かしてキャビティ１０９に流し込む作業が必要になる。このため、押え治具１０５を製造するには手間がかかり、治具製作費が嵩む要因になる。
【０００９】
さらに、この押え治具１０５は専用部材なので、インパネ１０４の形状に合せて多種の押え治具を揃える必要があり、治具製作費がより嵩む要因になる。
加えて、振動溶着するインパネ１０４の種類を変更する際に、インパネ１０４に併せて押え治具１０５も交換する必要がある。このため、押え治具１０５の交換に手間がかかり、振動溶着装置１００の停止時間が長くなるので、生産性を下げる要因になる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、治具製作費を抑え、さらに生産性を高めることができるワーク保持用の汎用治具を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、基台（１１）上に支持された下の部材（１８）の上に上の部材（２０）からなるワークを載せ、上から上の部材（２０）を抑えるようにしたワーク保持用の汎用治具であって、基台（１１）にロッド（２２）を介して昇降自在に支持された昇降プレート（３２）に垂下、支持された下面が開いたボックス（３４）と、該ボックス（３４）を上下に区分するように設けた通気性板（４０）と、該通気性板（４０）の下方に配設され、ボックスに周辺部を取付、支持された可撓性袋（４５）と、該可撓性袋（４５）内に充填した粉末（５０）と、前記通気性板（４０）の上に設けられたチャンバ（３７）と、該通気性板（４０）の上方に吸気口（５５）を臨ませ、ボックス（３４）内のチャンバ（３７）を排気するための排気手段（５４）と、前記可撓性袋（４５）を上昇位置から下降させて下方に位置する上の部材（２０）上に可撓性袋（４５）を載せることで、該可撓性袋（４５）が上の部材（２０）に倣って上方に窪み、充填した内部の粉末（５０）が上昇して該粉末（５０）の上面が通気性板（４０）の下面に密着した後に、排気手段（５４）を始動させる排気制御部（６０）とからなることを特徴とするワーク保持用の汎用治具である。
【００１２】
ワークに可撓性袋を載せて可撓性袋をワークに倣って上方に窪ませ、可撓性袋内の粉末を上昇させて粉末の上面を通気性板の下面に密着する。この状態で、排気手段を始動させることで可撓性袋内の空気を排気する。これにより、可撓性袋内が低圧若しくは真空状態になり、大気圧との差圧により、可撓性袋が粉末を通気性板に押し付ける役割を果たす。この結果、粉末はワークに倣った形状で固まり、ワーク保持用の治具が完成する。
【００１３】
さらに、ワークの種類を変えるときには、低圧若しくは真空状態を大気圧に戻して、前記手順を繰り返せば、新たなワーク保持用の治具に変えることができる。このため、ワーク保持用の治具を汎用治具として使用することができるので、多種の治具を準備する必要がない。
加えて、ワークの種類を変えたときに、新たなワークに合せて治具を交換する必要がないので、治具交換の手間を省くこともできる。
【００１４】
請求項２において、粉末は、粒径２．０〜２．５ｍｍ、比重０．３の発泡樹脂ビーズと、粒径０．１〜０．１５ｍｍ、比重４．０のサンドとを混合したものであることを特徴とする。
【００１５】
小型の治具では、可撓性袋にサンドのみを充填することは差し支えないが、ある程度大型の治具又はサンド厚さ（高さ寸法）が大きな治具では次の課題が生じる。
サンドが比較的重いため、治具が全体的に重くなり、作業者への負担が増すので、取扱上軽量化が求められる。
また、大気圧との差圧で可撓性袋を通気性板へ押圧するが、一例として差圧が３８０ｍｍＨｇであれば、１ｃｍ2当り０．５ｋｇｆの力でしか上方へ押圧できない。従ってあまりサンドの高さ寸法が大きいとサンドを持上げることができないことになる。
【００１６】
そこで、比重の小さい、すなわち軽い発泡樹脂ビーズと、比重の大きい、すなわち重いサンドとを混合することにより粉末の軽量化を図る。このため、可撓性袋内の空気を排気することで、可撓性袋内の粉末を大気圧との差圧で確実に通気性板の下面に押し付けることができる。
【００１７】
さらに、粒径の大きな発泡樹脂ビーズを比重０．３と小さく、かつ粒径の小さなサンドを比重４．０と大きくした。このため、粒径の小さなサンドを可撓性袋の底面に沿って推積させて、可撓性袋の底面をワークの形状に精度よく倣わせることができる。
加えて、サンドは粒径が０．１〜０．１５ｍｍと小さいので、サンドを大気圧で押し固めた際の収縮が小さく、可撓性袋の底面の形状をワークの形状に精度よく倣わせた状態に保つことができる。
請求項３においては、下の部材（１８）はダクト用部材であり、上の部材（２０）は車両のインストルメントパネルであり、ダクト用部材を振動装置（１２）で支持し、ダクト用部材に載せたインストルメントパネルを可撓性袋の底面で把持するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るワーク保持用の汎用治具を取り付けた振動溶着装置の断面図である。
振動溶着装置１０は、矩形状の基台１１の略中央に振動装置１２を取り付け、矩形状の基台１１の四隅にロッド２２・・・（・・・は複数を示す）を立て、ロッド２２・・・にガイド２３・・・を介してワーク保持用の汎用治具（汎用押え治具）３０を昇降自在に取り付け、汎用押え治具３０と基台１１とを昇降シリンダ６５でつないだものである。
【００１９】
振動装置１２は、基台１１に、図面に対して表裏方向に振動する振動発生部１３を取り付け、この振動発生部１３の上面１４に、一例として第１支え部材１５、第２支え部材１６、第３支え部材１７を取り付けたものである。第１〜第３支え部材１５〜１７は、各々の頂部１５ａ，１６ａ，１７ａに下の部材であるダクト用部材１８の第１溶着部１８ａ、第２溶着部１８ｂ、第３溶着部１８ｃを載せることでダクト用部材１８を支える。
【００２０】
従って、振動装置１２の振動発生部１３を、図面に対して表裏方向に振動することで、第１支え部材１５、第２支え部材１６、第３支え部材１７とダクト用部材１８とを一体的に、図面に対して表裏方向に振動する。
下の部材であるダクト用部材１８の第１溶着部１８ａ、第２溶着部１８ｂ、第３溶着１８ｃにはワークを構成する上の部材であるインパネ２０が載せられている。
【００２１】
昇降シリンダ６５は、ロッド６６を前進させることにより汎用押え治具３０を待機位置Ｐ１に配置し、ロッド６６を後退することにより汎用押え治具３０を押付位置Ｐ２（図４も参照）に配置する昇降手段である。
なお、待機位置Ｐ１は、インパネ２０の上方でインパネ２０から汎用押え治具３０を離した位置である。押付位置Ｐ２は、インパネ２０に汎用押え治具３０を押し付けた位置（図４も参照）である。
【００２２】
汎用押え治具３０は、ガイド２３・・・に取り付けた昇降プレート３２と、この昇降プレート３２に下面３４ａが開いた状態に取り付けたボックス３４と、このボックス３４を上下に区分けする様にボックス３４内に掛け渡した通気性板４０と、この通気性板４０より下方にてボックス３４に取り付けた可撓性袋４５と、通気性板４０との間に所定の間隔（空間）Ｓが空く程度に可撓性袋４５に充填した粉末５０と、通気性板４０の上方に吸気口５５を臨ませ、ボックス３４内を排気するために準備した排気手段５４と、ワーク（インパネ）２０に可撓性袋４５を載せることで可撓性袋４５がインパネ２０に倣って上方に窪み、粉末５０が上昇して粉末５０の上面５０ａが通気性板４０の下面４０ａに密着した後に、排気手段５４を始動させる排気制御部６０とからなる。なお、６２は圧力計である。
【００２３】
ボックス３４は、上ボックス部３５及び下ボックス部３６からなり、上ボックス部３５の上フランジ３５ａをボルト３８ａ、ナット３８ｂで昇降プレート３２に取り付け、上ボックス部３５及び下ボックス部３６間に通気性板４０及び可撓性袋４５を挟持したことにより、上ボックス部３５、昇降プレート３２及び通気性板４０で真空チャンバ３７を形成するものである。
なお、上ボックス部３５及び下ボックス部３６については図２で詳しく説明する。
【００２４】
粉末５０は、粒径２．０〜２．５ｍｍ、比重０．３の発泡樹脂ビーズ５１を体積比率９０％に設定し、粒径０．１〜０．１５ｍｍ、比重４．０のサンド５２を体積比率１０％に設定したものである。
比重０．３の発泡樹脂ビーズ５１を体積比率９０％、比重４．０のサンド５２を体積比率１０％に設定することで、粉末５０の比重を０．６７と小さく設定した。なお、発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２の体積比率や比重は、これに限らないで任意に設定してもよい。
【００２５】
例えば、発泡樹脂ビーズ５１の体積比率９０％、サンド５２の体積比率１０％の割合は、比較的大型の汎用押え治具３０に好適であるが、小型の汎用押え治具３０の場合には発泡樹脂ビーズ５１の体積比率を９０％より小さく、サンド５２の体積比率を１０％より大きく設定することも可能である。
【００２６】
発泡樹脂ビーズ５１の粒径が２．０ｍｍより小さいと、発泡樹脂ビーズ５１の数量が多くなり粉末５０の全体重量が大きくなり過ぎる。一方、発泡樹脂ビーズ５１の粒径が２．５ｍｍより大きいと発泡樹脂ビーズ５１間の空間が大きくなり過ぎてサンド５２が発泡樹脂ビーズ５１間の空間を通って通気性板４０側に吸引されてしまい、サンド５２を可撓性袋４５の底面４７に残して置くことが難しい。そこで、発泡樹脂ビーズ５１の粒径を２．０〜２．５ｍｍに設定した。
【００２７】
サンド５２の粒径が０．１ｍｍより小さいと、サンド５２は通気性板４０のフィルタ４２を通過してしまう。一方、サンド５２の粒径が０．１５ｍｍより大きいとインパネ２０の形状に精度よく倣わせることが難しい。そこで、サンド５２の粒径を０．１０〜０．１５ｍｍ（１２０メッシュ相当）に設定した。なお、汎用押え治具３０の用途に対応させて発泡樹脂ビーズ５１やサンド５２の粒径を任意に設定することは可能である。
【００２８】
ここで、粉末５０のサンド５２は、発泡樹脂ビーズ５１と比べて粒径が小さく、かつ比重が大きいので可撓性袋４５の底面４７側に位置することができる。従って、粒径の小さいサンド５２をインパネ２０の形状に精度よく倣わせることができる。
【００２９】
排気手段５４は、昇降プレート３２に吸気口５５を形成することで吸気口５５を真空チャンバ３７に吸気口５５を臨ませ、この吸気口５５に排気路５６をつなぎ、排気路５６の端部に真空ポンプ５７をつなぎ、排気路５６の途中にオンオフ弁（ソレノイド弁）５８を設けたものである。
真空ポンプ５７は、最大吸引力が６８０ｍｍＨｇ、定格吸引力が５５０ｍｍＨｇである。なお、真空ポンプ５７の吸引力は、例えば可撓性袋４５などの大きさに合せて任意に設定してもよい。
【００３０】
排気制御部６０は、オンオフ弁（ソレノイド弁）５８を開／閉する信号をオンオフ弁５８に伝え、かつ真空ポンプ５７を駆動／停止する信号を真空ポンプ５７に伝えることにより、インパネ２０に可撓性袋４５を載せることで可撓性袋４５がインパネ２０に倣って上方に窪み、粉末５０が上昇して粉末５０の上面が通気性板４０の下面に密着した後に排気手段５４を始動させる。
【００３１】
図２は本発明に係るワーク保持用の汎用治具の分解斜視図であり、可撓性袋４５に粉末５０を充填していない状態を示す。
ボックス３４は、上ボックス部３５と下ボックス部３６とからなる。上ボックス部３５は、アルミ合金などの軽合金で矩形筒形に形成したもので、上下端に上フランジ３５ａ及び下フランジ３５ｂを備える。
下ボックス部３６は、アルミ合金などの軽合金で矩形筒形に形成したもので、上端にフランジ３６ａを備える。
【００３２】
通気性板４０は、矩形状のパンチングメタル４１と、パンチングメタル４１の下面側に配置したフィルタ４２とからなる。パンチングメタル４１は、板厚３ｍｍの軽合金で形成したもので、周縁を除いた領域に孔径ｄの孔４１ａ・・・を所定間隔で均一に形成したものである。孔径ｄは粉末５０（発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２）を通さない大きさに設定する。
フィルタ４２は、ネル製の布をパンチングメタルと同形の矩形状に形成し、図１に示す粉末５０（発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２）を通さないように設定したものである。
【００３３】
可撓性袋４５は、樹脂フイルムを熱溶着することで上端開口の矩形状袋を形成し、上端にフランジ４６を備える。この可撓性袋４５に粉末５０（図１参照）を充填すると、粉末５０の重量で底面４７が船底のように湾曲状に変形する。
樹脂フイルムの厚さは０．７５ｍｍが好ましいがこれに限らない。
【００３４】
上ボックス部３５及び下ボックス部３６間に、上から順にシール４８、パンチングメタル４１、フィルタ４２及びシール４８を配置し、上ボックス部３５の下フランジ３５ｂ及び下ボックス部３６のフランジ３６ａをボルト３９ａ、ナット３９ｂで閉め付けることにより、下フランジ３５ｂ及びフランジ３６ａ間にシール４８、パンチングメタル４１、フィルタ４２及びシール４８を挟持する。なお、図１はシール４８を省略した状態を示す。
【００３５】
次に、振動溶着装置１０の作用について説明する。
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る振動溶着装置の第１作用説明図である。
（ａ）において、振動装置１２の第１〜第３支え部材１５〜１７にダクト用部材１８の第１〜第３溶着部１８ａ〜１８ｃを載せ、第１〜第３溶着部１８ａ〜１８ｃにインパネ２０を載せることで図１と同じ状態にセットする。
図１に示す昇降シリンダ６５のロッド６６を後退することにより汎用押え治具３０を待機位置Ｐ１から矢印▲１▼の如く下降する。
【００３６】
（ｂ）において、汎用抑え治具３０の可撓性袋４５をインパネ２０に載せることで、可撓性袋４５の底面４７がインパネ２０に倣って上方に窪む。これにより、可撓性袋４５内の粉末５０（発泡樹脂ビーズ５１及びサンド５２）が矢印▲２▼の如く上昇し、粉末５０の上方の空間Ｓが狭まる。
【００３７】
図４は本発明に係る振動溶着装置の第２作用説明図である。
汎用押え治具３０が押付位置Ｐ２に到達する。このとき粉末５０の上面５０ａが通気性板４０の下面４０ａ、すなわちフィルタ４２に密着する。
ここで、粉末５０のうちの発泡樹脂ビーズ５１は比重０．３と小さく、かつサンド５２は比重４．０と大きい。このため、サンド５２は可撓性袋４５の底面４７に沿って推積し、発泡樹脂ビーズ５１はサンド５２の上方に推積する。
サンド５２を可撓性袋４５の底面４７に沿って推積させることで、可撓性袋４５の底面４７をインパネ２０の形状に精度よく倣わせることができる。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る振動溶着装置の第３作用説明図である。
（ａ）において、排気制御部６０からオンオフ弁５８に開信号を伝えてオンオフ弁（ソレノイド弁）５８を開き、さらに真空ポンプ５７に駆動信号を伝えて真空ポンプ５７を駆動する。
可撓性袋４５内の空気（すなわち、粉末５０間の隙間に残っている空気）が真空チャンバ３７を介して吸気口５５→排気路５６→オンオフ弁５８→排気路５６→真空ポンプ５７に吸い込み、真空ポンプ５７から大気に排気する。
【００３９】
このため、可撓性袋４５内が低圧若しくは真空状態になり、大気圧との差圧により、可撓性袋４５が粉末５０を通気性板４０の下面４０ａに押圧する役割を果たす。ここで、比重の小さい発泡樹脂ビーズ５１を体積比率９０％に設定し、比重の大きいサンド５２を体積比率１０％に設定することで、粉末５０の軽量化を図った。このため、可撓性袋４５内の空気を排気することで、可撓性袋４５内の粉末５０を大気圧で確実に通気性板４０の下面４０ａに押し付けることができる。この結果、粉末５０はインパネ２０に倣った状態で固まる。
【００４０】
加えて、可撓性袋４５の底面４７側に位置するサンド５２は、粒径０．１〜０．１５ｍｍと小さいので、大気圧で押し固めた際に収縮が小さく、可撓性袋４５の底面４７の形状を精度よくインパネ２０の形状に倣わせることができる。
【００４１】
（ｂ）において、圧力計６２の圧力が設定値に到達したとき、排気制御部６０から真空ポンプ５７に停止信号を伝えて真空ポンプ５７を停止し、さらにオンオフ弁５８に閉信号を伝えてオンオフ弁（ソレノイド弁）５８を閉じる。黒塗りバルブは閉じた弁を示す。
この状態で、振動装置１２の振動発生部１３を駆動してダクト用部材１８を、図面に対して表裏方向に振動する。
【００４２】
ダクト用部材の第１〜第３溶着部１８ａ〜１８ｃとインパネ２０の接触部とに摩擦熱が発生し、その摩擦熱で第１〜第３接触部１８ａ〜１８ｃとインパネ２０の接触部とが溶融する。従って、ダクト用部材１８の第１〜第３接触部１８ａ〜１８ｃがインパネ２０に溶着して、ダクト用部材１８をインパネ２０に取り付ける。
振動溶着完了後、図１に示す昇降シリンダ６５のロッド６６を前進させることにより汎用押え治具３０を矢印▲５▼の如く上昇する。
【００４３】
図６は、本発明に係る振動溶着装置の第４作用説明図である。
汎用押え治具３０が押付位置Ｐ１に到達する。
可撓性袋４５内の空気（すなわち、粉末５０間の空間に残っている空気）が真空チャンバ３７を介して大気に排気した状態を維持しているので、可撓性袋４５内の粉末５０をインパネ２０（図５（ｂ）に示す）に倣った形状のままで固着状態を保つことができる。
従って、この汎用押え治具３０を繰り返し使用して、インパネ２０の振動溶着を継続することができる。
【００４４】
汎用押え治具３０によれば、可撓性袋４５をインパネ２０に倣わせるとともに粉末５０の上面５０ａを通気性板４０の下面４０ａに密着させ、この状態で、可撓性袋４５内の空気を排気して大気圧で可撓性袋４５内の粉末５０の上面５０ａを通気性板４０の下面４０ａに押し付ける。
従って、粉末５０をインパネ２０に倣わせた形状のままで固着状態を保つことができ、ワーク保持用の治具（すなわち、押え治具）３０として使用することができる。これにより、押え治具３０を簡単に準備することができる。
【００４５】
さらに、インパネ２０の種類を変えるときには、低圧若しくは真空状態を大気圧に戻して、前記手順を繰り返せば、新たなインパネ２０用の汎用押え治具３０に変えることができる。このため、汎用押え治具３０として使用することができるので、多種の押え治具を準備する必要がない。
加えて、インパネ２０を変更する際に、インパネ２０に合せて押え治具を交換する必要がないので、押え治具交換の手間を省くことができる。
【００４６】
なお、前記実施の形態では、ワーク保持用の汎用治具３０を振動溶着装置１０の汎用押え治具とした例について説明したが、ワーク保持用の汎用治具３０はこれに限るものではなく、その他にレーザ加工機のワーク受け治具などに使用することも可能である。
また、ワークをインパネ２０として説明したが、その他のワークに適用することも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、基台（１１）上に支持された下の部材（１８）の上に上の部材（２０）からなるワークを載せ、上から上の部材（２０）を抑えるようにしたワーク保持用の汎用治具であって、基台（１１）にロッド（２２）を介して昇降自在に支持された昇降プレート（３２）に垂下、支持された下面が開いたボックス（３４）と、該ボックス（３４）を上下に区分するように設けた通気性板（４０）と、該通気性板（４０）の下方に配設され、ボックスに周辺部を取付、支持された可撓性袋（４５）と、該可撓性袋（４５）内に充填した粉末（５０）と、前記通気性板（４０）の上に設けられたチャンバ（３７）と、該通気性板（４０）の上方に吸気口（５５）を臨ませ、ボックス（３４）内のチャンバ（３７）を排気するための排気手段（５４）と、前記可撓性袋（４５）を上昇位置から下降させて下方に位置する上の部材（２０）上に可撓性袋（４５）を載せることで、該可撓性袋（４５）が上の部材（２０）に倣って上方に窪み、充填した内部の粉末（５０）が上昇して該粉末（５０）の上面が通気性板（４０）の下面に密着した後に、排気手段（５４）を始動させる排気制御部（６０）とからなることを特徴とする。
従って、本発明では、ワーク（上の部材）に可撓性袋を載せて可撓性袋をワークに倣って上方に窪ませ、可撓性袋内の粉末を上昇させて粉末の上面を通気性板の下面に密着する。この状態で、排気手段を始動させることで可撓性袋内の空気を排気する。これにより、可撓性袋内が低圧若しくは真空状態になり、大気圧との差圧により、可撓性袋が粉末を通気性板に押し付ける役割を果たす。こ結果、粉末はワークに倣った形状で固まり、ワーク保持用の治具が完成する。従って、ワーク保持用の治具を簡単に準備することができ、治具の製作費を抑えることができる。
【００４８】
さらに、ワークの種類を変えるときには、低圧若しくは真空状態を大気圧に戻して、前記手順を繰り返せば、新たなワーク保持用の治具に変えることができる。このため、ワーク保持用の治具を汎用治具として使用することができるので、多種の治具を準備する必要がない。従って、治具製作費をより抑えることができる。
加えて、ワークの種類を変えたときに、新たなワークに合せて治具を交換する必要がない。従って、治具交換の手間を省くことができるので、生産性を高めることができる。
【００４９】
請求項２は、比重の小さい、すなわち軽い発泡樹脂ビーズと、比重の大きい、すなわち重いサンドとを混合することにより粉末の軽量化を図る。このため、可撓性袋内の空気を排気することで、大気圧との差圧で可撓性袋内の粉末を確実に通気性板の下面に押し付けることができる。これにより、粉末を所定の形状に固着した状態に保つことができる。
【００５０】
さらに、粒径の大きな発泡樹脂ビーズを比重０．３と小さく、かつ粒径の小さなサンドを比重４．０と大きくした。このため、粒径の小さなサンドを可撓性袋の底面に沿って推積させて、粒径の大きな発泡樹脂ビーズをサンドの上方に推積させることができる。粒径の小さなサンドを可撓性袋の底面に沿って推積させることで、可撓性袋の底面をワークの形状に精度よく倣わせることができる。
【００５１】
加えて、可撓性袋の底面側に位置するサンドは、粒径０．１〜０．１５ｍｍと小さいので、大気圧で押し固めた際の収縮が小さく、可撓性袋の底面の形状を精度よくワークの形状に倣わせたままで固着状態を保つことができる。
この結果、粉末を精度よくワークの形状に倣わせることで、ワークを確実に保持することができ、治具の信頼性を固めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク保持用の汎用治具を取り付けた振動溶着装置の断面図
【図２】本発明に係るワーク保持用の汎用治具の分解斜視図
【図３】本発明に係る振動溶着装置の第１作用説明図
【図４】本発明に係る振動溶着装置の第２作用説明図
【図５】本発明に係る振動溶着装置の第３作用説明図
【図６】本発明に係る振動溶着装置の第４作用説明図
【図７】従来の振動溶着装置を示す側面図
【図８】従来の振動溶着装置に使用する押え治具の製造説明図
【符号の説明】
１０…振動溶着装置、２０…ワーク（インパネ）、３０…ワーク保持用の汎用治具（汎用押え治具）、３４…ボックス、３４ａ…下面、４０…通気性板、４１…パンチングメタル、４２…フィルタ、４５…可撓性袋、５０…粉末、５０ａ…上面、５１…発泡樹脂ビーズ、５２…サンド、５４…排気手段、５５…吸気口、６０…排気制御部、Ｓ…間隔（空間）。
Claims (3)
- 基台（１１）上に支持された下の部材（１８）の上に上の部材（２０）からなるワークを載せ、上から上の部材（２０）を抑えるようにしたワーク保持用の汎用治具であって、
基台（１１）にロッド（２２）を介して昇降自在に支持された昇降プレート（３２）に垂下、支持された下面が開いたボックス（３４）と、該ボックス（３４）を上下に区分するように設けた通気性板（４０）と、該通気性板（４０）の下方に配設され、ボックスに周辺部を取付、支持された可撓性袋（４５）と、該可撓性袋（４５）内に充填した粉末（５０）と、前記通気性板（４０）の上に設けられたチャンバ（３７）と、該通気性板（４０）の上方に吸気口（５５）を臨ませ、ボックス（３４）内のチャンバ（３７）を排気するための排気手段（５４）と、前記可撓性袋（４５）を上昇位置から下降させて下方に位置する上の部材（２０）上に可撓性袋（４５）を載せることで、該可撓性袋（４５）が上の部材（２０）に倣って上方に窪み、充填した内部の粉末（５０）が上昇して該粉末（５０）の上面が通気性板（４０）の下面に密着した後に、排気手段（５４）を始動させる排気制御部（６０）と、
からなることを特徴とするワーク保持用の汎用治具。 - 前記粉末は、粒径２．０〜２．５ｍｍ、比重０．３の発泡樹脂ビーズと、粒径０．１〜０．１５ｍｍ、比重４．０のサンドとを混合したものであることを特徴とする請求項１記載のワーク保持用の汎用治具。
- 前記下の部材（１８）はダクト用部材であり、上の部材（２０）は車両のインストルメントパネルであり、ダクト用部材を振動装置（１２）で支持し、ダクト用部材に載せたインストルメントパネルを可撓性袋の底面で把持するようにしたことを特徴とするインストルメントパネルの振動溶着に用いる請求項１記載のワーク保持用の汎用治具。
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