JP4042043B2 - 振動溶着の良否判定構造 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動溶着の良否判定構造に関し、更に詳細には、樹脂材質の第１部材および樹脂材質の第２部材を振動溶着により相互に溶着させた際に、その溶着程度の良否を簡易に判定するための構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年生産される自動車には、衝突事故等による衝撃から乗員を保護するために、運転席乗員用のエアバッグ装置および助手席乗員用のエアバッグ装置が標準的に装備されている。運転席乗員用のエアバッグ装置は、一般的にステアリングのホーンパッド部に装備され、助手席乗員用のエアバッグ装置は、乗員室前方に取付けられた車両内装部材としてのインストルメントパネルに格納されている。そして後者の場合、前記インストルメントパネルにおいてエアバッグ装置に対応した部位にエアバッグドアが設けられ、当該エアバッグ装置の作動時に膨張を開始したエアバッグの押圧力を受けると該エアバッグドアが乗員室側へ開放するようになっている。
【０００３】
前記インストルメントパネルは、所要形状にインジェクション成形した合成樹脂製のパネル基材を主体とし、▲１▼パネル基材のみから構成された単層タイプ、▲２▼パネル基材の外面に表皮材を被着した２層タイプ、▲３▼パネル基材の外面にクッション材を介して表皮材を被着した３層タイプ、等に大別される。ここで前記パネル基材は、各種車載機器を搭載するインストルメントパネルの使用目的を前提として、例えばＰＰ(ポリプロピレン)やＡＳＧ等の比較的硬質の樹脂材料から形成されている。このため、パネル基材に一体的に形成され、常には該パネル基材の一部を構成している前記エアバッグドアは、殊に低温時にエアバッグの強大な押圧力が加わるとその衝撃で破損したり飛散する等の虞があり、強度上および安全上の見地から問題を内在している。そこで、前記パネル基材とエアバッグ装置とを連結支持するインサート部材を、該パネル基材に設けたエアバッグドアの裏面に接合して、該エアバッグドアおよびその周辺部位が破損したり飛散したりするのを防止する対策が採られている。
【０００４】
前記インサート部材は、従前では金属成形製のものが主流とされていたが、軽量化、コストダウンおよびリサイクル性等の向上を図るため近年に至っては、例えば特許文献１に開示されているように、オレフィン系の熱可塑性エラストマー(ＴＰＯ)の如き合成樹脂を材質として成形されている。このため、樹脂材質の前記パネル基材(第１部材)と樹脂材質の前記インサート部材(第２部材)とは、相溶性があることを前提として公知の振動溶着技術に基いて溶着接合される場合が多い。ここで振動溶着とは、図示しない振動溶着機を使用して前記パネル基材およびインサート部材を接合予定部位で相互に当接させ、夫々の部材同士を所要の押圧力で押付けた状態で例えばインサート部材を水平方向へ振動させることによって、両部材の接合面に発生する摩擦熱で該接合面同士を溶融させつつ接着させるものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−０１２１１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記パネル基材(第１部材)とインサート部材(第２部材)とを振動溶着した際の溶着強度は、基本的には両部材の溶着面積の大小(溶着量)に依存するが、溶着した接合面が外部へ露出しないので直接目視することが不可能となっており、その溶着程度の良否を簡易に判定し得ない問題を内在していた(特許文献１も同様の問題を内在している)。すなわち、パネル基材およびインサート部材の溶着程度の良否は、振動溶着作業が完了した後で実施される検査工程において、適度の外力を加えて両部材が剥離するか否かを確認するしかなかった。
【０００７】
しかしながら、全てのインストルメントパネルにおいて前述した溶着程度の良否を判定することは、極めて不合理であって事実上は不可能である。従って実際の製造現場においては、予め振動溶着試験を行なって最適溶着条件を得たもとで、この最適溶着条件によりパネル基材とインサート部材との振動溶着を行なうことで両部材の溶着程度が良好であると見做しているのが実状であり、このような溶着条件に伴った溶着状態の管理を行なうだけであった。ところが、このような管理態様では、仮に溶着程度(溶着強度)が基準値等に充分に達していないものがあったとしても、チェック不能であるから不可避的に不良製品が流出してしまうことを防止できない問題がある。また、敢えて全てのインストルメントパネルに対して前述した溶着程度の良否判定を行なう場合には、個々のパネルに対する判定作業に多大な時間を要するために全体的な作業効率が大幅に低下してしまう難点がある。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適にに解決するべく提案されたもので、樹脂材料からなる部材同士を振動溶着した際の溶着状態の良否を簡易に判定し得ると共に、この判定作業が溶着状態に影響を及ぼさないようにした振動溶着の良否判定構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、樹脂材質の第１部材および樹脂材質の第２部材を振動溶着により相互に溶着させた際に、その溶着程度の良否を判定するための構造であって、
前記第１部材に振動溶着される前記第２部材における溶着部の外縁所要位置から外方へ延出形成され、該溶着部と同一溶着条件で前記第１部材に振動溶着される溶着良否判定片と、
前記溶着良否判定片の端縁から外方へ延出形成され、前記第１部材に振動溶着されないタブ片とからなり、
前記第１部材および第２部材の振動溶着後に前記タブ片を規定の力で引張った際に、前記溶着良否判定片が前記第１部材から剥離しなければ前記溶着部の溶着程度が良好と判定され、前記溶着良否判定片が前記第１部材から剥離すれば前記溶着部の溶着程度が不良と判定されるよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る振動溶着の良否判定構造につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、本発明に係る振動溶着の良否判定構造は、互いに相溶性があって振動溶着が可能とされる部材および材質であれば何れにも適用することが可能である。そこで実施例では、互いに振動溶着される前記インストルメントパネルを構成するパネル基材と、このパネル基材に溶着される前記インサート部材とに採用する場合を例示して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適実施例に係る振動溶着の良否判定構造を採用した第１部材としてのパネル基材および第２部材としてのインサート部材とを、振動溶着前の分離状態で示した概略斜視図である。第１部材として前記パネル基材１０は、ＰＰやＡＳＧ等の樹脂材料からインジェクション成形された合成樹脂成形部材であって、所要位置にはエアバッグ装置の作動時に開放する２枚のエアバッグドア１２,１２が、該パネル基材１０の成形時に一体的に形成されている。一方、第２部材としての前記インサート部材２０は、オレフィン系の熱可塑性エラストマー(ＴＰＯ)等の合成樹脂からインジェクションされた合成樹脂成形部材であって、前記各エアバッグドア１２,１２の裏側接合面１２ａに対応的に溶着される補強板部２２,２２と、パネル基材１０におけるドア周辺部位の裏側接合面１０ａに溶着される略矩形状の取着板部(溶着部)２４と、この取着板部２４の裏側に矩形枠状に延出した支持枠部２６とからなる。
【００１２】
実施例に係る振動溶着の良否判定構造は、図１〜図４に示すように、パネル基材１０に振動溶着されるインサート部材２０における前記取着板部２４の外縁所要位置から外方へ延出形成され、該取着板部２４と同一溶着条件で前記パネル基材１０に振動溶着される溶着良否判定片３０と、この溶着良否判定片３０の端縁から外方へ延出形成され、前記パネル基材１０には振動溶着されないタブ片３２とから構成されている。なお実施例では、１組の溶着良否判定片３０およびタブ片３２を、取着板部２４における長手方向の一側の外縁に延出形成した場合を例示している。
【００１３】
前記溶着良否判定片３０は、図２に示すように、前記取着板部２４の外縁所要位置から所要角度で延出形成された所要長の第１判定片３０Ａと、この第１判定片３０Ａの端縁から所要角度で屈曲的に延出形成された第２判定片３０Ｂとからなり、この第２判定片３０Ｂの端部に前記タブ片３２が連接されている。より具体的には、前記第１判定片３０Ａの延出方向Ｘは、前記取着板部２４の外縁に対して略鉛直方向とされている。また、前記第２判定片３０Ｂの延出方向Ｙは、前記第１判定片３０Ａの延出方向Ｘに対して略直角に交差する方向とされている。従って、前記溶着良否判定片３０は平面Ｌ字形を呈しており、第２判定片３０Ｂは前記取着板部２４の外縁と略平行となっている。
【００１４】
前記タブ片３２は、図３および図４に示すように、前記溶着良否判定片３０よりも若干厚みを小さく設定してあり、前記パネル基材１０の裏面に非接触状態となるため、ドア周辺部位の裏側接合面１２ａに振動溶着されないようになっている。またタブ片３２には、その中央位置に所要サイズの掛止孔３４が開設されており、指先または適宜引張工具の係止部を該掛止孔３４へ挿通掛止して引張ることで、前記パネル基材１０から離間する方向へ引き起こし得るよう構成されている。但し前記タブ片３２は、図に例示した形状・サイズに限定されるものではなく、指先または適宜引張工具により適切かつ確実に引張ることが可能なことを前提として種々の形状・サイズに設定し得る。
【００１５】
そして前記インサート部材２０において、前記補強板部２２,２２および取着板部２４の表側接合面２２ａ,２４ａ、また前記溶着良否判定片３０における第１判定片３０Ａおよび第２判定片３０Ｂの接合面３６には、図４に例示するように、半球体状に突出形成された多数個の突出部３８が所定間隔毎に整列配置されている。そして溶着作業に際して、パネル基材１０の裏側にインサート部材２０をセットすると、各々の突出部３８における頂部が該パネル基材１０における前記各々の裏側接合面１０ａ,１２ａに接触状態となる。従って、溶着作業時にインサート部材２０を振動させた際には、各々の突出部３８が摩擦熱によって溶融することで、当該インサート部材２０における取着板部２４および溶着良否判定片３０とパネル基材１０との溶着が図られる(図５)。
【００１６】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成した実施例に係る振動溶着の良否判定構造の作用につき説明する。
【００１７】
図示しない振動溶着機に前記パネル基材１０およびインサート部材２０をセットし、このインサート部材２０に形成した前記各々の突出部３８を、パネル基材１０における前記各々の裏側接合面１０ａ,１２ａに接触させる(図４)。このもとで、インサート部材２０を振動させることで各々の突出部３８が摩擦熱により溶融するようになり、該突出部３８が所要位置まで溶融した時点で振動を停止する(図５)。この場合に前記タブ片３２は、前記突出部３８が形成されていないと共に前記裏側接合面１２ａに接触していないため、該パネル基材１０の裏面には溶着されない。
【００１８】
振動溶着作業が完了して、パネル基材１０とインサート部材２０とが完全に溶着したら、両部材１０,２０の溶着程度の良否判定を行なう。すなわち図６等に示すように、前記タブ片３２の掛止孔３４に手指または引張工具を掛止した状態で、該タブ片３２を前記第２判定片３０Ｂの延在方向Ｙに沿って所要の引張力で引き上げる。この際に、前記溶着良否判定片３０の第２判定片３０Ｂがパネル基材１０の裏面から剥離するか否かによって、パネル基材１０とインサート部材２０との溶着程度の良否を判定する。
【００１９】
例えば、前記タブ片３２を規定の引張力で引き上げた結果、図６および図７に示すように、前記溶着良否判定片３０の第２判定片３０Ｂがパネル基材１０から剥離しなかった場合には前記取着板部２４の溶着程度が良好と判定される。すなわち、取着板部２４と溶着良否判定片３０(３０Ａ,３０Ｂ)とは、同一の溶着条件でパネル基材１０に溶着されているので、該溶着良否判定片３０の第２判定片３０Ｂが剥離しないということは、前記取着板部２４も同等の溶着強度をもってパネル基材１０に溶着されていると判断され、パネル基材１０とインサート部材２０とが適切に溶着されていると判定し得る。
【００２０】
一方、前記タブ片３２を規定の引張力で引き上げた結果、図８および図９に示すように、前記溶着良否判定片３０の第２判定片３０Ｂがパネル基材１０から剥離した場合には前記取着板部２４の溶着程度が不良と判定される。すなわち、取着板部２４と溶着良否判定片３０(３０Ａ,３０Ｂ)とが、同一の溶着条件でパネル基材１０に溶着されているので、該溶着良否判定片３０の第２判定片３０Ｂが剥離したということは、前記取着板部２４も規定値には未達の溶着強度をもってパネル基材１０に溶着されていると判断され、パネル基材１０とインサート部材２０とが適切に溶着されていないと判定し得る。
【００２１】
また、実施例に係る振動溶着の良否判定構造では、前記溶着良否判定片３０を第１判定片３０Ａおよび第２判定片３０ＢからなるＬ字形に形成したことで、溶着良否判定作業時の作業ミスに伴う不良の発生を防止し得る利点がある。例えば図１０に例示するように、前記溶着良否判定片３０をＩ字形に形成したもとで溶着良否判定作業を行なう判定態様では、作業ミスにより前記タブ片３２を規定以上の引張力で引き上げると、溶着程度が良好であるにも拘らず溶着良否判定片３０がパネル基材１０から剥離してしまい、場合によっては図１１に示すように、勢い余って取着板部２４の外縁部位まで剥離を進行させてしまう虞がある。
【００２２】
しかしながら、実施例に例示の溶着良否判定片３０のようにＬ字形に形成して、前記第２判定片３０Ｂの延在方向Ｙに沿って前記タブ片３２を引き上げるようにすれば、作業ミスにより前記タブ片３２を規定以上の引張力で引き上げてしまったとしても、剥離するのは第２判定片３０Ｂだけで第１判定片３０Ａは剥離しない。従って、溶着良否判定作業のミスにより、取着板部２４の外縁部位を人為的に剥離してしまう不良の発生を好適に回避できる。
【００２３】
但し、前記溶着良否判定片３０がＩ字形であったとしても、例えば該溶着良否判定片３０と前記取着板部２４との接合部位に適宜の剥離進行防止対策を施して、作業ミスによる溶着良否判定片３０の剥離が取着板部２４まで進行しないようにすることを前提とすれば、これにより溶着程度の良否判定を実施することは可能である。
【００２４】
一方、実施例に係る振動溶着の良否判定構造では、前記溶着良否判定片３０をＬ字形に形成したことにより、前記第２判定片３０Ｂの延在方向Ｙへ前記タブ片３２を引張ることで前述したように前記取着板部２４の溶着程度の良否を判定し得ると共に、前記第１判定片３０Ａの延在方向Ｘへ該タブ片３２を引張っても該取着板部２４の溶着程度の良否を判定し得る。従って、例えば前述した作業ミスにより前記第２判定片３０Ｂを剥離させてしまった場合には、前記第１判定片３０Ａにより、もう一度、溶着程度の良否判定を行ない得るので、よって２回の判定作業を行ない得る。すなわち、前記第１判定片３０Ａの延在方向Ｘに沿って規定の引張力で前記タブ片３２を引張り、この際に該第１判定片３０Ａがパネル基材１０の裏面から剥離するか否かによって、パネル基材１０とインサート部材２０との溶着程度の良否を再度判定することができる。具体的には、前記タブ片３２を規定の引張力で引き上げた結果、前記第１判定片３０Ａがパネル基材１０から剥離しなかった場合には前記取着板部２４の溶着程度が良好と判定される一方、前記第１判定片３０Ａがパネル基材１０から剥離した場合には前記取着板部２４の溶着強度が不良と判定できる。
【００２５】
更には、前記第２判定片３０Ｂの延在方向Ｙが、所要高さに突出している前記支持枠部２６の方向へ向かっていないため、タブ片２６を該第２判定片３０Ｂの延在方向Ｙへ引張るようになる１回目の溶着程度の良否判定に際しては、該支持枠部２６が邪魔になってタブ片２６を引張り難くなる不都合を回避できる。換言すると、前述した作業ミスが発生しなければ溶着良否判定作業は１回だけで完了するため、この作業を効率的かつ簡易的に行ない得る。
【００２６】
また更には、前記溶着良否判定片３０を前記取着板部２４から外方へ延出形成したことにより、タブ片３２をパネル基材１０の裏側接合面１０ａに沿った方向(横方向)へ引張っることも可能であるから、パネル基材１０とエアバッグドア１２との接合面に沿った方向における溶着程度の良否を判定することもできる。すなわち、前記タブ片３２を規定の引張力で横方向へ引張った結果、前記第２判定片３０Ｂがパネル基材１０から剥離しなかった場合には前記取着板部２４の接合面方向への溶着程度が良好と判定される一方、前記第２判定片３０Ｂがパネル基材１０から剥離した場合には前記取着板部２４の接合面方向への溶着強度が不良と判定される。
【００２７】
このように、実施例に係る振動溶着の良否判定構造では、パネル基材１０とインサート部材２０とを振動溶着した際の溶着程度の良否を、タブ片３２を規定の力で引張った際の溶着良否判定片３０の剥離有無状態により簡易に判定することができる。しかも、溶着良否判定片３０がインサート部材２０における取着板部２４の外縁から延出形成されているため、溶着程度の良否判定作業に際して該溶着良否判定片３０が剥離したとしても、該取着板部２４の溶着状態に影響を及ぼさない。
【００２８】
更には前記溶着良否判定片３０を、第１判定片３０Ａおよび第２判定片３０ＢからなるＬ字形に形成したため、溶着良否判定作業時の作業ミスにより、取着板部２４の外縁部位を人為的に剥離して不良の発生を招来する不都合を好適に回避できる。
【００２９】
前記実施例では、取着板部２４における長手方向の一側の外縁に、１組の溶着良否判定片３０を延出形成した場合を例示したが、該溶着良否判定片３０の形成数および形成位置はこれに限定されるものではなく、該取着板部２４の外縁に適宜間隔をおいて複数個形成するようにしてもよい。例えば図１２は、矩形状を呈する前記取着板部２４における長手方向の両側外縁に、夫々２組ずつの溶着良否判定片３０およびタブ片３２を延出形成した場合を例示したものである。このように、取着板部２４における各々の角部近傍に溶着良否判定片３０を設けるようにすれば、振動溶着機の治具の傾き等を原因とした溶着状態の不均一(溶着強度の不均一)を確認できるようになり、パネル基材１０とインサート部材２０との溶着良否に係る検査精度を高め得る。また図示しないが、前記取着板部２４における短手方向の外縁に、前記溶着良否判定片３０を延出形成するようにしてもよいことは勿論である。
【００３０】
前記実施例では、第１部材としてパネル基材１０を例示すると共に第２基材としてインサート部材２０を例示し、両部材１０,２０を振動溶着した際の溶着程度の良否を判定する場合を例示したが、前述したように、本発明に係る振動溶着の良否判定構造は、相溶性があって振動溶着が可能とされる部材および材質であれば全てに適用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る振動溶着の良否判定構造によれば、第１部材と第２部材とを振動溶着した際の両部材の溶着程度の良否を、タブ片を規定の力で引張った際の溶着良否判定片の剥離有無状態により簡易に判定することができる有益な効果を奏する。しかも、溶着良否判定片が第２部材における溶着部の外縁から延出形成されているため、溶着程度の良否判定作業に際して該溶着良否判定片が剥離したとしても、該溶着部の溶着状態に影響を及ぼさない。
更には前記溶着良否判定片を、第１判定片および第２判定片からなるＬ字形に形成したため、溶着良否判定作業時の作業ミスにより溶着部の外縁部位を人為的に剥離してしまうことによる不良の発生を好適に回避できると共に、第２判定片による作業ミスがあった場合には、もう一度、第１判定片により溶着程度の良否判定を行なうことができる利点等もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例に係る振動溶着の良否判定構造を採用したパネル基材とインサート部材とを、溶着前の分離状態で示した概略斜視図である。
【図２】図１に示したインサート部材の平面図である。
【図３】インサート部材をパネル基材に当接した状態を示した概略斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】インサート部材をパネル基材に振動溶着した状態を示す要部縦断側面図である。
【図６】パネル基材とインサート部材との溶着程度が良好と判定された状態を例示した概略斜視図であって、溶着良否判定片における第２判定片の延在方向に沿ってタブ片を規定の引張力で引き上げた結果、該第２判定片がパネル基材から剥離していない。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】パネル基材とインサート部材との溶着程度が不良と判定された状態を例示した概略斜視図であって、溶着良否判定片における第２判定片の延在方向に沿ってタブ片を規定の引張力で引き上げた結果、該第２判定片がパネル基材から剥離している。
【図９】図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】別形態の振動溶着の良否判定構造を例示した概略斜視図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ線部位で破断した縦断側面図であって、図１０に例示した形状の溶着良否判定片の場合、規定以上の引張力でタブ片を引き上げたしまった場合、該溶着良否判定片のみならず取着板部の外縁まで剥離が進行する不都合が発生することを示している。
【図１２】取着板部における長手方向の両側外縁に、夫々２組ずつの溶着良否判定片を延出形成した別例に係るインサート部材の平面図である。
【符号の説明】
１０ パネル基材(第１部材)
２０ インサート部材(第２部材)
２４ 取着板部(溶着部)
３０ 溶着良否判定片
３０Ａ 第１判定片
３０Ｂ 第２判定片
３２ タブ片
Ｘ 第１判定片の延出方向
Ｙ 第２判定片の延出方向

Claims (6)

  1. 樹脂材質の第１部材(10)および樹脂材質の第２部材(20)を振動溶着により相互に溶着させた際に、その溶着程度の良否を判定するための構造であって、
    前記第１部材(10)に振動溶着される前記第２部材(20)における溶着部(24)の外縁所要位置から外方へ延出形成され、該溶着部(24)と同一溶着条件で前記第１部材(10)に振動溶着される溶着良否判定片(30)と、
    前記溶着良否判定片(30)の端縁から外方へ延出形成され、前記第１部材(10)に振動溶着されないタブ片(32)とからなり、
    前記第１部材(10)および第２部材(20)の振動溶着後に前記タブ片(32)を規定の力で引張った際に、前記溶着良否判定片(30)が前記第１部材(10)から剥離しなければ前記溶着部(24)の溶着程度が良好と判定され、前記溶着良否判定片(30)が前記第１部材(10)から剥離すれば前記溶着部(24)の溶着程度が不良と判定されるよう構成した
    ことを特徴とする振動溶着の良否判定構造。
  2. 前記溶着良否判定片(30)は、前記溶着部(24)の外縁所要位置から所要角度で延出形成された第１判定片(30A)と、この第１判定片(30A)の端縁から所要角度で屈曲的に延出形成されると共に前記タブ片(32)が連接される第２判定片(30B)とからなり、
    前記タブ片(32)を前記第２判定片(30B)の延在方向に沿って引張った際に、該第２判定片(30B)だけの剥離有無状態で前記溶着部(24)の溶着程度の良否を判定し得るよう構成した請求項１記載の振動溶着の良否判定構造。
  3. 前記溶着良否判定片(30)は、前記第２判定片(30B)の延在方向(Y)へ引張ることで前記溶着部(24)の溶着程度の良否を判定し得ると共に、前記第１判定片(30A)の延在方向(X)へ引張っても該溶着部(24)の溶着程度の良否を判定し得る請求項２記載の振動溶着の良否判定構造。
  4. 前記第２判定片(30B)の延出方向(Y)は、前記第１判定片(30A)の延出方向(X)に対して略直角に交差する請求項２または３記載の振動溶着の良否判定構造。
  5. 前記溶着良否判定片(30)は、前記溶着部(24)の外縁に適宜間隔をおいて複数個形成されている請求項１〜４の何れかに記載の振動溶着の良否判定構造。
  6. 前記第１部材(10)は、車両用インストルメントパネルを構成するパネル基材であり、前記第２部材(20)は、前記パネル基材に設けたエアバッグドアの裏面側に振動溶着されるインサート部材である請求項１〜５の何れかに記載の振動溶着の良否判定構造。
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