JP4831500B2 - スプリングの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用スプリングの製造装置に係り、より詳しくは、末端部分の樹脂加工が自動化された自動車用シートフレームスプリングの製造装置に関する。

自動車のシートバックには、乗り心地向上のためにシートサスペンション装置が装着されることが多い。シートサスペンション装置は、シートバックフレームにシートスプリングアセンブリーを弾性支持して構成することができる。シートスプリングアセンブリーは、Ｓバネ、コネクチングワイヤ、ヘルパスプリングなどで全体の形状を構成し、更に種々のバネを配備して座り心地が改良することが行われる。これらの多くのばねのうち、Ｓバネは、Ｓ字を同一平面上で連続させて帯状とした形状の鋼製バネで、適度な弾力性と耐久性を有し、シートスプリングアセンブリーの主要構成部材として広く用いられている。

Ｓバネの末端をシートバックフレームに係着し、シートバックフレームとシートスプリングアセンブリーとを連結することがある。この場合、そのままではシートバックにかかる体重の増減によってＳバネとシートバックフレームとの金属同士が擦れ合って異音を発することがあるので、異音の発生を防ぐ方法の一つとして、Ｓバネの末端をポリプロピレン樹脂でコーテイングすることが行われる。

しかし、この樹脂コーテイング作業は手作業で行わなければならず、シート組立て作業現場では実施できない。樹脂コーテイング作業ためシートバック組み立ての一連の流れ作業工程を中断しなければならず、作業効率の大幅な低下をもたらすと共に、製造設備のフットプリントの増大や運搬経費を生じることがあった。

ポリプロピレン樹脂コーテイングの代わりに、ポリプロピレンパイプにＳバネの末端を挿入する方法が試みられたが、ポリプロピレンパイプは冠着しただけでは作業時や運搬時にポリプロピレンパイプのずれや脱落が生じて歩留まりが低下し、好ましくなかった。

Ｓバネの末端を樹脂加工する代わりに、シートバックフレームとＳバネとを連結する樹脂製の組バネの取付用フックが開示された（例えば特許文献１を参照）。しかし、取付用フック等の非弾性部品を用いることは、シートスプリングアセンブリーの面積の減少につながり、これによるシート周縁部の弾性の低下、及び部品数の増加によるコストアップにつながる可能性があり好ましくなかった。

特開２００２−２６２９５８号公報

本発明の目的は、Ｓバネとシートバックフレームとの金属同士が擦れ合って異音を発するのを防止するため、Ｓバネの末端部分の樹脂加工を自動化したスプリングの製造装置を提供することにある。

かかる課題を解決するための本発明のスプリングの製造装置は、ワークが戴置される受け台と、
受け台に対して接近及び離反方向へ移動する一対の押えブロックと、
超音波振動するホーンを有し、一対の押えブロックの移動方向に対して交差する方向に進退可能となっており、進退によってホーンが一対の押えブロックの間に対して進退する超音波溶着部材と、を備えており、
横断面がＣ型の樹脂からなる樹脂チューブ部材が、末端部分に被せられたスプリングを、受け台上に戴置した状態で、樹脂チューブ部材の長手方向の端面が重なり合うように押えブロックにより樹脂チューブ部材を押え付け、この押えブロックの押え付け状態で超音波溶着部材が進出し、ホーンが押えブロックの間の重ね合わせ部分を超音波溶着することを特徴とする。

また本発明のホーンは、樹脂チューブ部材の重ね合わせ部分に対応した窪み部が形成されていることが好ましい。

ポリプロピレンパイプを冠着しただけでは作業時や運搬時にポリプロピレンパイプのずれや脱落が生じて好ましくなかったが、ポリプロピレンパイプの一部分をＳバネに溶着することによってポリプロピレンパイプのずれや脱落が防止できてシートバックスプリング組み立て作業の歩留まりが向上した。

Ｓバネの鋼材の直径より内径の大きいポリプロピレンチューブの一側を切開して用いることでＳバネのポリプロピレンチューブへの挿入が容易になってスループットが向上し、ポリプロピレンパイプの溶着に超音波溶着装置を用いることで使用エネルギー量を熱溶着より削減すると共に、挿入操作と溶着の自動化とが可能となり、リードタイムが短縮された。

ポリプロピレン溶着装置に市販の超音波溶着装置を導入することで作業を自動化できるので、作業効率を大幅に増大させる共に、製造設備をコンパクトに構成することができた。溶着装置の操作性及びメンテナンス性が向上し、結果として従来のポリプロピレンの熱溶着コーテイング法より製造コストの削減が可能になった。

本発明に係る超音波溶着方法の作業工程図であって、（Ａ）はポリプロピレンチューブにＳバネを挿入した状態の断面図であり、（Ｂ）はポリプロピレンチューブを抑えた状態の断面図であり、（Ｃ）は、ポリプロピレンチューブを溶着した状態の断面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の斜視図である。 （Ａ）は本発明の１実施例に係るスプリング製造装置の側面図であり、（Ｂ）は正面図である。 本発明に係る超音波溶着部材の側面図である。 （Ａ）は本発明の１実施例に係るポリプロピレンチューブを抑えた状態のホーンの側面図であり、（Ｂ）はポリプロピレンチューブを溶着している状態のホーンの側面図である。

以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について詳細に説明するが、この記載は本発明を説明するためのものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。本発明は、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で、多様に変更して実施することが可能である。

図１は本発明に係る超音波溶着方法の作業工程図であって、（Ａ）はポリプロピレンチューブにＳバネを挿入した状態のワークの断面図であり、（Ｂ）はポリプロピレンチューブを押さえた状態の断面図であり、（Ｃ）は、ポリプロピレンチューブを溶着した状態の断面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の斜視図である。

本発明はスプリング１００の末端部分１０２に樹脂チューブ部材１０１を被せて溶着させる方法であって、図１（Ａ）に示すように、スプリング１００の直径より大きな内径を有し、横断面１０３がＣ字形の樹脂チューブ部材１０１を所定の長さに切断後、スプリング１００の末端部分に被せ、樹脂チューブ部材１０１とスプリング１００とから成るワーク１０７を形成した。符号１０４は、樹脂チューブ部材１０１の長手方向の端面を示す。

図１（Ｂ）に示すように、ワーク１０７を受け台１３０に載置し、上方から押さえブロック１２０で押さえ、樹脂チューブ部材１０１の長手方向の端面１０４を重ね合わせた重ね合わせ部分１０５を形成させた。次いで重ね合わせ部分１０５に対向する方向から超音波溶着部材１１０を当接させて超音波溶着を行うことによって、図１（Ｃ）に示すように、樹脂チューブ部材１０１をスプリング１００に溶着した。符号１０６は溶着部分を示す。図１（Ｄ）は、樹脂チューブ部材１０１をスプリング１００に溶着した状態の斜視図である。

樹脂チューブ部材１０１の長手方向の端面１０４の重ね合わせは、樹脂チューブ部材１０１の長手方向の少なくとも２箇所を押さえブロック１２０で押えることにより行ない、超音波溶着は押えられた２箇所の間の重ね合わせ部分１０５に対して行なうことが好ましい。

次に、本発明に係るスプリングの製造装置を詳細に説明する。
図２（Ａ）は本発明の１実施例に係るスプリング製造装置の側面図であり、（Ｂ）は正面図である。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明に係るスプリングの製造装置１は、ワーク１０７が載置される受け台１３０と、受け台１３０に対して接近及び離反方向へ移動する押さえブロック支持部材１５０に支持された一対の押さえブロック１２０と、一対の押えブロックの移動方向に対して交差する水平方向（図２（Ａ）の左右方向）に進退可能な超音波溶着部支持部材１４０に支持された超音波溶着部材１１０と、を備えることが好ましい。

図３は本発明に係る超音波溶着部材の側面図である。図３に示すように、超音波溶着部材１１０は、電源装置１１５と、超音波発振装置１１３の下方に一体に形成された超音波振動子１１４と、超音波振動子１１４の下方に一体に形成されたホーン１１１と、を備えることが好ましい。超音波発振装置１１３と超音波振動子１１４と電源装置１１５とは、本発明の条件で支障なく使用可能なものであれば何れの型式のもので使用できるが、本実施例においては、ブランソン超音波プラスチックアセンプリシステムモデル９４−３５００ＥＭ／４ＴＲスタック（販売元日本エマソン株式会社）を使用した。超音波振動子１１４の振動数は４０ｋＨｚであった。

ホーン１１１は、超音波振動子１１４で発振された超音波を、下端の側面に形成された超音波照射部位１１６に伝達し、樹脂チューブ部材１０１の重ね合わせ部分１０５に超音波を照射してポリプロピレンチューブを溶着するための超音波伝達部材である。超音波照射部位１１６は略水平に形成された溝で上下方向の中央部に窪み部１１２を有し、超音波溶着部支持部材１４０の進行方向（図２の左右方向）に対して垂直方向に形成されることが好ましい。

図４（Ａ）は本発明の１実施例に係るポリプロピレンチューブを抑えた状態のホーンの側面図であり、（Ｂ）はポリプロピレンチューブを溶着している状態のホーンの側面図である。
図４（Ａ）に示すように、ワーク１０７を受け台１３０に載置し、上方から抑えブロック１２０で押え付け、樹脂チューブ部材１０１の長手方向の端面１０４を重ね合わせた。
次いで、図４（Ｂ）に示すように、超音波溶着部材１１０を一対の押さえブロック１２０の間に前進させて、ワーク１０７に当接させ、超音波電源をＯＮにすることによってホーン１１１が重ね合わせ部分１０５を超音波溶着した。超音波電源をＯＦＦにし、超音波溶着部材１１０と押さえブロック１２０とを後退させ、樹脂チューブ部材１０１が末端部分に溶着されたスプリング１００を次工程に搬送する。この操作は自動化が可能で、スプリング１００の末端部分１０２に樹脂チューブ部材１０１を溶着する工程の所要時間は一箇所あたり３．５秒であった。

１ スプリング製造装置
１００ スプリング
１０１ 樹脂チューブ部材
１０２ 末端部分
１０３ 横断面
１０４ 長手方向の端面
１０５ 重ね合わせ部分
１０６ 溶着部分
１０７ ワーク
１１０ 超音波溶着部材
１１１ ホーン
１１２ 窪み部
１１３ 超音波発振装置
１１４ 超音波振動子
１１５ 電源装置
１１６ 超音波照射部位
１２０ 押さえブロック
１３０ 受け台
１４０ 超音波溶着部支持部材
１５０ 押さえブロック支持部材

Claims (2)

1. ワークが戴置される受け台と、
   前記受け台に対して接近及び離反方向へ移動する一対の押えブロックと、
   超音波振動するホーンを有し、前記一対の押えブロックの移動方向に対して交差する方向に進退可能となっており、前記進退によって前記ホーンが一対の押えブロックの間に対して進退する超音波溶着部材と、
   を備えており、
   横断面がＣ型の樹脂からなる樹脂チューブ部材が、末端部分に被せられたスプリングを、前記受け台上に戴置した状態で、前記樹脂チューブ部材の長手方向の端面が重なり合うように前記押えブロックにより前記樹脂チューブ部材を押え付け、この押えブロックの押え付け状態で前記超音波溶着部材が進出して前記ホーンが押えブロックの間の重ね合わせ部分を超音波溶着することを特徴とするスプリングの製造装置。
   
2. 前記ホーンは、前記樹脂チューブ部材の重ね合わせ部分に対応した窪み部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプリングの製造装置。

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