JP5275858B2 - 樹脂成形品の振動溶着構造 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂製第１パネルと樹脂製第２パネルとを接近させて圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造の改良に関するものである。

特許文献１には、樹脂成形品の振動溶着構造として、自動車のインストルメントパネルに装着されるグローブボックスのリッドが挙げられている。このリッドは、リッドインナパネルとリッドアウタパネルとからなり、リッドインナパネルのリッドアウタパネルとの合わせ面側に複数個の溶着リブを振動方向に延びるように一体に突設し、これら溶着リブ先端面をリッドアウタパネル裏面に圧接させた状態で振動させることにより、リッドインナパネルとリッドアウタパネルとを溶着一体化している。
特開２００４−５８４６８号公報（段落００２８欄、図１，４）

このように、２つの部材を振動溶着する際、振動溶着作業を阻害しないように、つまり両部材が干渉しないように両部材は隙間をあけて接近している。

しかし、振動溶着により溶着リブ先端が溶融すると、頭髪状の細長い，いわゆる毛バリが発生し、この毛バリが上記隙間から樹脂成形品の表面に出ると、樹脂成形品の外観見栄え（商品価値）が低下することになる。

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、毛バリが樹脂成形品の表面に出ないようにすることである。

上記の目的を達成するため、この発明は、樹脂成形品の構成部材で両部材間の隙間を塞ぐようにしたことを特徴とする。

具体的には、この発明は、樹脂製第１パネルと樹脂製第２パネルとを接近させて圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造を前提とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、上記第１パネル及び第２パネルは、各々の主体をなすパネル本体を備え、上記第１パネルのパネル本体は、上面壁と、該上面壁外周縁から第２パネル側に向かって一体に突出する周壁とを備え、上記第１パネルのパネル本体表面には、可撓性を有する表皮が表皮端末を上記周壁突出端から延出させるように一体に接合され、上記第２パネルのパネル本体は、少なくとも下面壁を備え、上記第１パネルの上面壁及び第２パネルの下面壁の少なくとも一方には、溶着リブが他方に向かって一体に突設され、上記第１パネルの周壁突出端と第２パネル外周縁との間には、隙間が形成され、上記表皮端末は、振動溶着時に上記隙間に挿入されて第１パネルの周壁突出端と第２パネル外周縁とで挟持され、上記隙間を塞いでいることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記前提において、上記第１パネル及び第２パネルは、各々の主体をなすパネル本体を備え、上記第１パネルのパネル本体は、上面壁と、該上面壁外周縁から第２パネル側に向かって一体に突出する周壁とを備え、上記第１パネルのパネル本体表面には、可撓性を有する表皮が表皮端末を上記周壁突出端から延出させるように一体に接合され、上記第２パネルのパネル本体は、下面壁と、外周縁に該下面壁外周縁から第１パネル側に向かって一体に突出し、振動溶着時に最大で上記表皮の厚み分まで上記第１パネルの周壁よりも外側方に位置する周壁とを備え、該周壁突出端には、第２パネル内側に向かって下傾する傾斜面が形成され、上記第１パネルの上面壁及び第２パネルの下面壁の少なくとも一方には、溶着リブが他方に向かって一体に突設され、上記第１パネルの周壁突出端と第２パネルの周壁突出端との間には、隙間が形成され、上記表皮端末は、振動溶着時に第１パネルと第２パネルとを接近させる際、上記傾斜面に案内されて第２パネル内側に向きを変えて進入し、上記隙間を塞いでいることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、振動溶着時に表皮端末が第１パネルの周壁突出端と第２パネル外周縁との間に形成された隙間に挿入されて両者で挟持され、これにより、上記隙間が塞がれているため、表皮端末が隙間から外れず、振動溶着により発生する毛バリが上記表皮端末で遮られて樹脂成形品の表面に確実に出ず、樹脂成形品の外観見栄え（商品価値）が向上する。

請求項２に係る発明によれば、振動溶着時に第１パネルと第２パネルとを接近させる際、表皮端末が第２パネルの周壁突出端の傾斜面に案内されて第２パネル内側に向きを変えて進入し、これにより、第１パネル及び第２パネルの各々の周壁突出端間の隙間が塞がれているため、表皮端末が隙間から外れ難い。さらには、第２パネルの周壁が表皮端末から外側方に突出しないため、樹脂成形品の外観見栄え（商品価値）がさらに向上する。また、請求項１とは異なり、表皮端末を両パネルで挟持していないため、振動溶着時の振動で表皮端末に皺が発生しないように注意を払う必要がなく、しかも、表皮端末の第２パネル内側への進入は、表皮端末の先端を少し第２パネル内側へ傾け、第１パネルと第２パネルとを接近させるだけで自動的に行われるため、振動溶着作業が容易になる。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（参考形態）
図１は自動車（ハッチバック車）１のバックドア３を上方に開けて後部荷室５を開放した状態を示し、該後部荷室５のフロア７には、この発明の実施形態１に係る振動溶着構造が適用された樹脂成形品としてのフロアボード９が着脱可能に取り付けられている。図２はその全体形状を示す。

このフロアボード９は、図３に示すように、表側の樹脂製第１パネル１１と、裏側の樹脂製第２パネル１３とからなり、これら両者を接近させて圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化して構成されている。

上記第１パネル１１は、その主体をなすパネル本体１５を備えている。このパネル本体１５は、偏平な略矩形板状の上面壁１７と、該上面壁１７外周縁から上記第２パネル１３側に向かって一体に突出する略矩形環状の周壁１９とを備え、上記上面壁１７の車体後方側端縁近傍の車幅方向中央（図２下側中央）には、把持用の凹部２１が形成されている。

上記第１パネル１１のパネル本体１５表面には、見栄えを良くする等の観点から不織布等の可撓性を有する表皮２３が表皮端末２３ａを上記周壁１９突出端から延出させるように一体に接合されている。なお、図２では、便宜上、表皮２３の符号を省略している。この表皮２３は、第１パネル１１を成形する成形型の成形面にセットされ、キャビティ内に溶融樹脂を射出することで、成形された第１パネル１１の表面に一体に接合される。

一方、上記第２パネル１３も、その主体をなすパネル本体２５を備えている。このパネル本体２５は、偏平な略矩形板状の下面壁２７と、該下面壁２７外周縁から上記第１パネル１１側に向かって一体に突出する略矩形環状の周壁２９とを備え、これらは上記第１パネル１１とほぼ同一形状に形成されている。

上記下面壁２７裏面（内面）には、図２にも示すように、長手方向に沿って平行に延びる５条の溶着リブ３１が第１パネル１１側に向かって一体に突設されている。これら溶着リブ３１の延出方向は、振動溶着時の振動方向Ｘ（図２参照）と合致している。上記溶着リブ３１の先端側略半分は、周壁２９突出端よりも第１パネル１１側に突出しているとともに、基端側略半分の両側面は、長手方向に間欠的に配置された複数の直角三角形状の補強リブ３３で、振動溶着時に振動方向Ｘと直交する方向に撓まないように下面壁２７裏面（内面）に安定支持されている。そして、上記各溶着リブ３１先端は上記第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に振動溶着されている。この振動溶着箇所には、振動溶着時に溶着リブ３１先端が溶融することで毛バリ３５が発生している。

上記第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３外周縁である周壁２９突出端との間には、上記第１パネル１１と第２パネル１３との振動溶着時における溶着リブ３１以外の干渉を避けるため隙間Ｓが形成され、該隙間Ｓを上記表皮端末２３ａが外側方から覆って塞ぎ、振動溶着時に発生した毛バリ３５がフロアボード９の表面に出ないようにしている。

上記第１パネル１１と第２パネル１３との振動溶着は、次の要領にて行われる。

まず、図４に示すように、第１パネル１１を上側の振動溶着治具（図示せず）に裏面（内面）が下を向くようにセットするとともに、第２パネル１３を下側の振動溶着治具（図示せず）に裏面（内面）が上を向くようにセットして、各々の裏面（内面）を互いに向かい合わせて両者を上下方向に離間させる。この状態で、表皮２３の表皮端末２３ａが第１パネル１１の周壁１９突出端から垂れ下がって下方に延出している。

次いで、第２パネル１３（下側の振動溶着治具）を図４矢印Ｙ方向に上昇させて第１パネル１１に接近させる。この過程で、第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３外周縁である周壁２９突出端とが近接して両者間に隙間Ｓ（図３参照）が形成される。この隙間Ｓは、溶着リブ３１先端を対向する第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接させて振動溶着する初期段階から振動溶着終了までの間、つまり、完成品であるフロアボード９となった状態でも存在しており、上記垂れ下がっている表皮端末２３ａにより外側方から覆われて塞がれている。

そして、溶着リブ３１を第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接させた状態で、下側の振動溶着治具を溶着リブ３１の長手方向（図２矢印Ｘ方向）に往復振動させることにより、第１パネル１１と第２パネル１３とが溶着リブ３１を介して溶着一体化され、図３に示すようなフロアボード９が得られる。

この振動溶着中、溶着リブ３１先端が第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接して溶融することで振動溶着箇所に毛バリ３５が発生するが、この実施形態１では、振動溶着時に第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端との間に形成された隙間Ｓを、第１パネル１１のパネル本体１５表面に一体に接合された表皮２３の表皮端末２３ａで外側方から覆って塞いでいるので、上記発生した毛バリ３５が上記表皮端末２３ａで遮られてフロアボード９の表面に出ず、外観見栄え（商品価値）が優れたフロアボード９を得ることができる。

（実施形態１）
図５は実施形態１に係るフロアボード９の振動溶着構造を示す。

この実施形態１では、表皮２３の表皮端末２３ａが参考形態よりも長く周壁１９突出端から延出しており、該表皮端末２３ａは、振動溶着時に第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端との間に形成された隙間Ｓに挿入されて第１パネル１１及び第２パネル１３の各々の周壁１９，２９突出端で挟持され、上記隙間Ｓを塞いでいる。

そのほかは、参考形態と同様に構成されているので、同じ構成箇所には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

上記第１パネル１１及び第２パネル１３を振動溶着により一体化する要領は、まず、図６（ａ）に示すように、第１パネル１１を上側の振動溶着治具（図示せず）に裏面（内面）が下を向くようにセットするとともに、第２パネル１３を下側の振動溶着治具（図示せず）に裏面（内面）が上を向くようにセットして、各々の裏面（内面）を互いに向かい合わせて両者を上下方向に離間させる。この状態で、表皮２３の表皮端末２３ａが第１パネル１１の周壁１９突出端から参考形態よりも大きく垂れ下がって下方に延出している。

次いで、図６（ｂ）に示すように、第１パネル１１外側方に配置したスライドプレート３７を矢印Ａ方向に水平に進出させ、表皮２３の表皮端末２３ａをスライドプレート３７で第１パネル１１の内側に押し込む。

その後、第２パネル１３（下側の振動溶着治具）を矢印Ｙ方向に上昇させて第１パネル１１に接近させ、第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端とが近接して両者の間隔が、上記押し込まれた表皮端末２３ａの長さよりも狭まった時点で、上記スライドプレート３７を矢印Ｂ方向に水平に後退させる。この過程で、第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端とが近接して両者間に、上記第１パネル１１と第２パネル１３との振動溶着時における溶着リブ３１以外の干渉を避けるための隙間Ｓ（図５参照）が形成される。この隙間Ｓは、溶着リブ３１先端を対向する第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接させて振動溶着する初期段階から振動溶着終了までの間、つまり、完成品であるフロアボード９となった状態でも存在しており、上記表皮端末２３ａが隙間Ｓに挿入されて第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端とで挟持され、上記隙間Ｓが上記挟持された表皮端末２３ａにより塞がれている。

そして、溶着リブ３１を第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接させた状態で、下側の振動溶着治具を溶着リブ３１の長手方向（図２矢印Ｘ方向）に往復振動させることにより、第１パネル１１と第２パネル１３とが溶着リブ３１を介して溶着一体化され、図５に示すようなフロアボード９が得られる。

この振動溶着中、溶着リブ３１先端が第１パネル１１の上面壁１７裏面に圧接して溶融することで振動溶着箇所に毛バリ３５が発生するが、この実施形態２では、振動溶着時に第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端との間に形成された隙間Ｓに、第１パネル１１のパネル本体１５表面に一体に接合された表皮２３の表皮端末２３ａを挿入して、該挿入された表皮端末２３ａを両周壁１９，２９突出端で挟持することで上記隙間Ｓを塞いでいるので、上記発生した毛バリ３５が上記表皮端末２３ａで遮られてフロアボード９の表面に出ず、外観見栄え（商品価値）が優れたフロアボード９を得ることができる。

また、表皮端末２３ａが両周壁１９，２９突出端で挟持されて隙間Ｓから外れないので、毛バリ３５がフロアボード９外の表面に出るのを確実に防止することができる。

（実施形態２）
図７は実施形態２に係るフロアボード９の振動溶着構造を示す。

この実施形態２では、第２パネル１３の周壁２９が、振動溶着時に表皮２３の厚みＴ分だけ上記第１パネル１１の周壁１９よりも外側方に位置している。この周壁２９突出端には、第２パネル１３内側に向かって下傾する傾斜面２９ａが形成されている。

また、この実施形態２では、表皮２３の表皮端末２３ａが実施形態１と同様に、参考形態よりも長く周壁１９突出端から延出しており、該表皮端末２３ａは、振動溶着時に第１パネル１１と第２パネル１３とを接近させる際、少しだけ表皮端末２３ａの先端を第２パネル１３内側へ傾けてやるだけで、上記傾斜面２９ａに案内されて第２パネル１３内側に向きを変えて進入し、第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端との間に形成された隙間Ｓを塞いでいる。また、表皮端末２３ａ表面が第２パネル１３の周壁２９表面と面一になっている。

そのほかは、参考形態と同様に構成されているので、同じ構成箇所には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

上記第１パネル１１及び第２パネル１３を振動溶着により一体化する要領は、まず、図８（ａ）に示すように、第１パネル１１を上側の振動溶着治具（図示せず）に裏面（内面）が下を向くようにセットするとともに、第２パネル１３を下側の振動溶着治具（図示せず）に裏面（内面）が上を向くようにセットして、各々の裏面（内面）を互いに向かい合わせて両者を上下方向に離間させる。この状態で、表皮２３の表皮端末２３ａが第１パネル１１の周壁１９突出端から参考形態よりも大きく垂れ下がって下方に延出している。

次いで、図８（ｂ）に示すように、第２パネル１３（下側の振動溶着治具）を矢印Ｙ方向に上昇させて第１パネル１１に接近させ、第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端とが近接して両者の間隔が、表皮端末２３ａの長さよりも狭まると、少しだけ表皮端末２３ａの先端を第２パネル１３内側へ傾けてやるだけで、表皮端末２３ａの下端が第２パネル１３の周壁２９先端の傾斜面２９ａに案内されて第２パネル１３内側に向きを変えて進入する。この過程で、第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端とが近接して両者間に、上記第１パネル１１と第２パネル１３との振動溶着時における溶着リブ３１以外の干渉を避けるための隙間Ｓ（図７参照）が形成される。この隙間Ｓは、溶着リブ３１先端を対向する第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接させて振動溶着する初期段階から振動溶着終了までの間、つまり、完成品であるフロアボード９となった状態でも存在しており、上記表皮端末２３ａが隙間Ｓを埋めて該隙間Ｓが表皮端末２３ａにより塞がれている。

そして、溶着リブ３１を第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接させた状態で、下側の振動溶着治具を溶着リブ３１の長手方向（図２矢印Ｘ方向）に往復振動させることにより、第１パネル１１と第２パネル１３とが溶着リブ３１を介して溶着一体化され、図７に示すようなフロアボード９が得られる。

この振動溶着中、溶着リブ３１先端が第１パネル１１の上面壁１７裏面（内面）に圧接して溶融することで振動溶着箇所に毛バリ３５が発生するが、この実施形態２では、振動溶着時に第１パネル１１の周壁１９突出端と第２パネル１３の周壁２９突出端との間に形成された隙間Ｓを、第１パネル１１のパネル本体１５表面に一体に接合された表皮２３の表皮端末２３ａで埋めて塞いでいるので、上記発生した毛バリ３５が上記表皮端末２３ａで遮られてフロアボード９の表面に出ず、外観見栄え（商品価値）が優れたフロアボード９を得ることができる。

また、表皮端末２３ａが隙間Ｓから第２パネル１３内側に進入していて隙間Ｓから外れ難いので、毛バリ３５がフロアボード９外の表面に出るのを確実に防止することができる。

さらには、表皮端末２３ａ表面と第２パネル１３の周壁２９表面とが面一に連続しているので、フロアボード９の外観見栄えを確実に向上させることができる。

また、実施形態１とは異なり、表皮端末２３ａを第１パネル１１及び第２パネル１３の各々の周壁１９，２９突出端で挟持していないので、振動溶着時の振動で表皮端末２３ａに皺が発生しないように注意を払う必要がなく、しかも、表皮端末２３ａの第２パネル１３内側への進入を、第２パネル１３を第１パネル１１に接近させるだけで自動的に行うので、振動溶着作業を容易に行うことができる。

なお、上記の参考形態では、第２パネル１３に周壁２９を設けたが、この周壁２９をなくして下面壁２７外周縁と第１パネル１１の周壁１９突出端との間に形成された隙間Ｓを、表皮端末２３ａで外側方から覆って塞ぐようにしてもよい。また、上記の実施形態１においても、第２パネル１３の周壁２９をなくし、下面壁２７外周縁と第１パネル１１の周壁１９突出端とで表皮端末２３ａを挟持して隙間Ｓを塞ぐようにしてもよい。

さらに、上記の実施形態２では、表皮端末２３ａ表面を第２パネル１３の周壁２９表面と面一にしたが、第２パネル１３に周壁２９は、振動溶着時に最大で表皮２３の厚み分まで第１パネル１１の周壁１９よりも外側方に位置しておればよく、これによれば、第２パネル１３の周壁２９が表皮端末２３ａから外側方に突出せず、フロアボード９の外観見栄え（商品価値）を損なわない。

また、上記の参考形態及び各実施形態では、溶着リブ３１を第２パネル１３側に設けたが、第１パネル１１側に設けてもよく、さらには、第１パネル１１及び第２パネル１３の両方に設けても良い。

さらにまた、上記の参考形態及び各実施形態では、第１パネル１１のみに表皮２３を設けたが、表皮２３は第２パネル１３にも設けてもよい。

加えて、上記の参考形態及び各実施形態では、樹脂成形品がフロアボード９である場合を示したが、荷室を上下に区分するパッケージトレイ等の他の自動車用樹脂成形品、さらには自動車以外の樹脂成形品にも適用することができるものである。

この発明は、樹脂製第１パネルと樹脂製第２パネルとを接近させて圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造について有用である。

参考形態に係る樹脂成形品としてのフロアボードが取り付けられた自動車の後部荷室を示す斜視図である。 参考形態に係るフロアボードの平面図である。 図２のIII −III線における断面図である。 参考形態に係るフロアボードの振動溶着の要領を説明する説明図である。 実施形態１の図３相当図である。 実施形態１に係るフロアボードの振動溶着の要領を説明する説明図であり、（ａ）は第２パネルを第１パネルから離間させた振動溶着前の状態、（ｂ）は表皮端末をスライドプレートで第１パネルの内側に押し込んだ状態をそれぞれ示す。 実施形態２の図３相当図である。 実施形態２に係るフロアボードの振動溶着の要領を説明する説明図であり、（ａ）は第２パネルを第１パネルから離間させた振動溶着前の状態、（ｂ）は表皮端末が第２パネルの周壁の傾斜面に当接して第１パネルの内側に向きを変えた状態をそれぞれ示す。

９ フロアボード（樹脂成形品）
１１ 第１パネル
１３ 第２パネル
１５，２５ パネル本体
１７ 上面壁
１９，２９ 周壁
２３ 表皮
２３ａ 表皮端末
２７ 下面壁
２９ａ 傾斜面
３１ 溶着リブ
Ｓ 隙間
Ｔ 表皮の厚み

Claims (2)

1. 樹脂製第１パネル(11)と樹脂製第２パネル(13)とを接近させて圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造であって、
   上記第１パネル(11)及び第２パネル(13)は、各々の主体をなすパネル本体(15,25)を備え、
   上記第１パネル(11)のパネル本体(15)は、上面壁(17)と、該上面壁(17)外周縁から第２パネル(13)側に向かって一体に突出する周壁(19)とを備え、
   上記第１パネル(11)のパネル本体(15)表面には、可撓性を有する表皮(23)が表皮端末(23a)を上記周壁(19)突出端から延出させるように一体に接合され、
   上記第２パネル(13)のパネル本体(25)は、少なくとも下面壁(27)を備え、
   上記第１パネル(11)の上面壁(17)及び第２パネル(13)の下面壁(27)の少なくとも一方には、溶着リブ(31)が他方に向かって一体に突設され、
   上記第１パネル(11)の周壁(19)突出端と第２パネル(13)外周縁との間には、隙間(S)が形成され、
   上記表皮端末(23a)は、振動溶着時に上記隙間(S)に挿入されて第１パネル(11)の周壁(19)突出端と第２パネル(13)外周縁とで挟持され、上記隙間(S)を塞いでいることを特徴とする樹脂成形品の振動溶着構造。
2. 樹脂製第１パネル(11)と樹脂製第２パネル(13)とを接近させて圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造であって、
   上記第１パネル(11)及び第２パネル(13)は、各々の主体をなすパネル本体(15,25)を備え、
   上記第１パネル(11)のパネル本体(15)は、上面壁(17)と、該上面壁(17)外周縁から第２パネル(13)側に向かって一体に突出する周壁(19)とを備え、
   上記第１パネル(11)のパネル本体(15)表面には、可撓性を有する表皮(23)が表皮端末(23a)を上記周壁(19)突出端から延出させるように一体に接合され、
   上記第２パネル(13)のパネル本体(25)は、下面壁(27)と、外周縁に該下面壁(27)外周縁から第１パネル(11)側に向かって一体に突出し、振動溶着時に最大で上記表皮(23)の厚み分(T)まで上記第１パネル(11)の周壁(19)よりも外側方に位置する周壁(29)とを備え、該周壁(29)突出端には、第２パネル(13)内側に向かって下傾する傾斜面(29a)が形成され、
   上記第１パネル(11)の上面壁(17)及び第２パネル(13)の下面壁(27)の少なくとも一方には、溶着リブ(31)が他方に向かって一体に突設され、
   上記第１パネル(11)の周壁(19)突出端と第２パネル(13)の周壁(29)突出端との間には、隙間(S)が形成され、
   上記表皮端末(23a)は、振動溶着時に第１パネル(11)と第２パネル(13)とを接近させる際、上記傾斜面(29a)に案内されて第２パネル(13)内側に向きを変えて進入し、上記隙間(S)を塞いでいることを特徴とする樹脂成形品の振動溶着構造。