JP6098599B2 - 振動溶着装置、振動溶着方法、及び振動溶着型 - Google Patents

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Description

本発明は、振動溶着装置、振動溶着方法、及び振動溶着型に関する。
下記特許文献１に記載された振動溶着成形品では、外側部材（第１部品）と内側部材（第２部品）とを有している。また、振動溶着成形品を振動溶着させる冶具（振動溶着型）は、ベース冶具と、第１冶具と、補助冶具と、を含んで構成されている。そして、補助冶具によって外側部材の折返し部を加圧しながら、第１冶具を振動させることで、外側部材と内側部材とが溶着されるようになっている。これにより、外側部材及び内側部材の長手方向に沿って複数の溶着部が形成されている。
特開２０１０−２０８０５８号公報 特開２００９−２０２３９９号公報
ところで、外側部材及び内側部材は直線的な長尺状に形成されているため、外側部材及び内側部材の各々の部品状態では、外側部材及び内側部材の長手方向において均一な成形精度（寸法精度）を確保することが難しい。特に、外側部材及び内側部材の長手方向の一部に屈曲部等が形成された場合には、当該屈曲部の成形精度が他の部位（例えば直線部）の成形精度に比べて低くなる傾向にある。このため、このような場合には、主として外側部材及び内側部材の成形精度の低い部位に第１冶具が当たるようになり、外側部材及び内側部材における他の部位に対する加圧力が低くなる可能性がある。これにより、外側部材及び内側部材を長手方向に連続溶着させることができなくなる虞がある。
本発明は上記事実を考慮し、第１部品と第２部品とを長手方向において良好に連続溶着させることができる振動溶着装置、振動溶着方法、振動溶着型、及び振動溶着成形品を得ることが目的である。
請求項１に記載の振動溶着装置は、上下方向に分割された上型と下型とを含んで構成され、屈曲部を有する長尺状を成す第１部品及び第２部品が装着されると共に、前記第１部品及び前記第２部品の長手方向を左右方向として配置された振動溶着型と、前記上型及び前記下型の一方を構成し、左右方向に分割された複数の第１分割型と、複数の前記第１分割型にそれぞれ連結され、前記第１分割型に圧力を加える加圧装置と、複数の前記第１分割型にそれぞれ連結され、前記第１分割型を振動させる振動装置と、を備えている。
請求項１に記載の振動溶着装置では、振動溶着型が上型と下型とを備えている。この振動溶着型には、屈曲部を有する長尺状を成す第１部品及び第２部品が装着され、振動溶着型は、第１部品及び第２部品の長手方向を左右方向として配置されている。
また、上型及び下型の一方には、それぞれ加圧装置及び振動装置が連結されている。このため、加圧装置によって上型及び下型の一方を上型及び下型の他方側へ加圧させながら、振動装置によって上型及び下型の一方を振動させることで、第１部品と第２部品とが長手方向に溶着される。
ここで、上型及び下型の一方が、左右方向に分割された複数の第１分割型で構成されている。このため、第１部品及び第２部品が屈曲部を有する長尺状に形成された場合でも、第１部品及び第２部品の長手方向における各部位に対応した適切な圧力を各第１分割型から加えることができる。これにより、第１部品と第２部品とを長手方向において良好に連続溶着させることができる。
請求項２に記載の振動溶着装置は、請求項１に記載の振動溶着装置において、複数の前記第１分割型は、それぞれ上下方向及び前後方向に可動可能に構成され、複数の前記第１分割型には、それぞれ位置調整装置が連結されており、前記第１分割型の位置が前記位置調整装置によって調整可能に構成されている。
請求項２に記載の振動溶着装置では、第１分割型が、上下方向及び前後方向に可動可能に構成されており、位置調整装置によって第１分割型の位置が調整可能に構成されている。このため、例えば、第１部品及び第２部品の成形時に反りなどが発生した場合においても、第１分割型の位置を調整することで、第１部品及び第２部品の溶着部位に対応した位置に第１分割型を配置させることができる。
請求項３に記載の振動溶着装置は、請求項２に記載の振動溶着装置において、前記上型及び前記下型の他方は、左右方向に分割された複数の第２分割型によって構成されており、複数の前記第２分割型は、それぞれ上下方向及び前後方向に可動可能に構成され、複数の前記第２分割型には、それぞれ前記位置調整装置が連結されており、前記第２分割型の位置が前記位置調整装置によって調整可能に構成されている。
請求項３に記載の振動溶着装置では、上型及び下型の他方が複数の第２分割型によって構成されており、位置調整装置によって第２分割型の位置が調整可能に構成されている。これにより、位置調整装置によって第１分割型及び第２分割型の位置を調整することができる。したがって、第１部品及び第２部品の溶着部位に対応した位置に第１分割型及び第２分割型を配置させることができる。
請求項４に記載の振動溶着方法は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の振動溶着装置を用いた振動溶着方法であって、複数の前記第１分割型のそれぞれに圧力を加える加圧工程と、複数の前記第１分割型のそれぞれを振動させて前記第１部品と前記第２部品とを溶着させる溶着工程と、を備えている。
請求項４に記載の振動溶着方法では、第１分割型を用いて第１部材及び第２部材を振動溶着するため、第１部品と第２部品とを長手方向において良好に連続溶着させることができる。
請求項５に記載の振動溶着型は、屈曲部を有する長尺状を成す第１部品が装着され、前記第１部品の長手方向を左右方向として配置された上型と、前記上型の下側に配置され、屈曲部を有する長尺状を成す第２部品が装着され、前記第２部品の長手方向を左右方向として配置された下型と、前記上型及び前記下型の一方を構成し、左右方向に分割されると共に、加圧装置及び振動装置によってそれぞれ独立して作動する複数の第１分割型と、を備えている。
請求項５に記載の振動溶着型では、振動溶着型によって第１部品と第２部品とを長手方向において良好に連続溶着させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、第１部品と第２部品とを長手方向において良好に連続溶着させることができる。
本実施の形態に係る振動溶着装置を示す模式的な正面図である。 図１に示される振動溶着装置の振動溶着型を示す拡大した側断面図（図１の２−２線断面図）である。 図１に示される振動溶着装置を用いて溶着されたバンパリインフォースメントの取付状態を示す車両左斜め前方から見た斜視図である。 図３に示されるバンパリインフォースメントの全体を示す車両上側から見た平面図である。 図３に示されるバンパリインフォースメントを示す拡大した側断面図（図３の５−５線断面図）である。 図２に示される振動溶着型にバンパリインフォースメントが装着された状態を拡大して示す側断面図である。 （Ａ）は、図６に示される第１フランジ部と第２フランジ部が溶着される前の状態を示す拡大した側断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される第１フランジ部と第２フランジ部が溶着された状態を示す拡大した側断面図である。
以下、図面を用いて、本実施の形態に係る「振動溶着成形品」としてのバンパリインフォースメント１０（以下、「バンパＲＦ１０」と称する）について説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、バンパＲＦ１０が適用された車両（自動車）Ｖの車両前側、車両上側、車両右側（車幅方向一方側）を示している。そして、以下の説明では、初めにバンパＲＦ１０の取付状態について説明し、次いで、バンパＲＦ１０の構造、及びバンパＲＦ１０を振動溶着させる振動溶着装置４０について説明する。
（バンパＲＦ１０の取付状態について）
図３に示されるように、バンパＲＦ１０は、車両Ｖの前端部に設けられたフロントバンパ（図示省略）の骨格部材とされている。このバンパＲＦ１０は、中空柱状に形成されて、車幅方向を長手方向として配置されている。そして、バンパＲＦ１０の車幅方向両端部は、車両Ｖの図示しないコーナー部に対応して車両斜め後側へ屈曲（湾曲）されており、この屈曲部分が屈曲部１２とされている。そして、バンパＲＦ１０では、屈曲部１２に対して車幅方向内側部分がバンパリインフォースメントセンタ部１４（以下、「バンパＲＦセンタ部１４」と称する）とされ、屈曲部１２に対して車幅方向外側部分が左右一対のバンパリインフォースメントサイド部１６（以下、「バンパＲＦサイド部１６」と称する）とされている。
また、バンパＲＦ１０の車両後側には、車両前後方向を長手方向とする左右一対のフロントサイドメンバＦＳが設けられており、バンパＲＦセンタ部１４の車幅方向両端部がフロントサイドメンバＦＳの前端部にクラッシュボックスＣＢを介して連結されている。
（バンパＲＦ１０について）
図４及び図５に示されるように、バンパＲＦ１０は、車両前後方向に２分割された構造を成している。すなわち、バンパＲＦ１０は、バンパＲＦ１０の車両前側部分を構成する「第１部品」としての前側バンパリインフォースメント２０（以下、「前側バンパＲＦ２０」という）と、バンパＲＦ１０の車両後側部分を構成する「第２部品」としての後側バンパリインフォースメント３０（以下、「後側バンパＲＦ３０」という）と、を含んで構成されている。
前側バンパＲＦ２０は、その長手方向から見て、車両後側へ開放された断面略ハット形状に形成されている。そして、前側バンパＲＦ２０の下端部が第１フランジ部２０Ａ（図５参照）とされ、前側バンパＲＦ２０の上端部が第１フランジ部２０Ｂとされており、第１フランジ部２０Ａ，２０Ｂは、車両前後方向を板厚方向にして配置されている。また、図４に示されるように、前側バンパＲＦ２０において、屈曲部１２を構成する部位が「屈曲部」としての前側屈曲部２２とされ、バンパＲＦセンタ部１４を構成する部位が前側バンパＲＦセンタ部２４とされ、バンパＲＦサイド部１６を構成する部位が前側バンパＲＦサイド部２６とされている。
図５に示されるように、後側バンパＲＦ３０は、その長手方向から見て、車両前側へ開放された断面略ハット形状に形成されて、前側バンパＲＦ２０と車両前後方向において略対称に構成されている。そして、後側バンパＲＦ３０の下端部が第２フランジ部３０Ａとされ、後側バンパＲＦ３０の上端部が第２フランジ部３０Ｂとされており、第２フランジ部３０Ａ，３０Ｂは、車両前後方向を板厚方向にして配置されている。また、図４に示されるように、後側バンパＲＦ３０において、屈曲部１２を構成する部位が「屈曲部」としての後側屈曲部３２とされ、バンパＲＦセンタ部１４を構成する部位が後側バンパＲＦセンタ部３４とされ、バンパＲＦサイド部１６を構成する部位が後側バンパＲＦサイド部３６とされている。
そして、図５に示されるように、前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ａと後側バンパＲＦ３０の第２フランジ部３０Ａとが、板厚方向に対向して配置されて、両者が後述する振動溶着装置４０を用いて溶着されている。さらに、前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ｂと後側バンパＲＦ３０の第２フランジ部３０Ｂとが、板厚方向に対向して配置されて、両者が振動溶着装置４０を用いて溶着されている。これにより、後側バンパＲＦ３０と前側バンパＲＦ２０によって閉断面２８が形成されている。そして、第１フランジ部２０Ａと第２フランジ部３０Ａとの溶着部分が溶着部２９Ａとされ、第１フランジ部２０Ｂと第２フランジ部３０Ｂとの溶着部分が溶着部２９Ｂとされている。
さらに、本実施の形態では、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０は、熱可塑性樹脂材料によって構成されている。具体的には、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０は、炭素繊維（CF：Carbon Fiber）を含む炭素繊維強化プラスチック（CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastic）によって形成されている。CFRPは、強度が高く、かつ例えば金属材料に比べて軽く、バンパＲＦ１０の材料として最適である。CFRPは一般的に複合材と称されている。この複合材に使用される熱可塑性樹脂材料として、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂（例えば、略号PA6、PA66、PA610、PA10T等）、芳香族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂、ポリエチレンテレフタラート（PET）樹脂、ポリブチレンテレフタラート（PBT）樹脂、ポリカーボネート樹脂（PC）、アクリル（PMMA）樹脂、ABS樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂のいずれかの熱可塑性樹脂材料が使用可能である。熱可塑性樹脂材料に含まれる繊維は、炭素繊維の他に、ガラス繊維（GF：Glass Fiber）、アラミド繊維、バサルト繊維、竹繊維、鉄等の金属繊維、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維（自己補強タイプ）の何れかが使用可能である。すなわち、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０が、繊維強化樹脂材料によって構成されている。
（振動溶着装置４０について）
図１及び図２に示されるように、振動溶着装置４０は、上述した前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０を溶着させるための装置である。なお、図１に示される矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向は、振動溶着装置４０の上下方向を示し、矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向は、振動溶着装置４０の左右方向を示し、図２に示される矢印Ｅ方向及び矢印Ｆ方向は、振動溶着装置４０の前後方向を示している。そして、振動溶着装置４０の上下方向が車両前後方向に一致し、振動溶着装置４０の左右方向が車両左右方向に一致し、振動溶着装置４０の上下方向が車両前後方向に一致している。以下、単に上下、左右、前後の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、振動溶着装置４０の上下、左右、前後を示すものとする。
図１に示されるように、振動溶着装置４０は、振動溶着型４２と、加圧装置４４と、振動装置４６と、位置調整装置４８と、を含んで構成されている。そして、振動溶着型４２は上型４２Ｕと下型４２Ｌとを含んで構成されている。この上型４２Ｕ及び下型４２Ｌは、アルミニウム合金材料によって形成されており、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の硬度が上型４２Ｕ及び下型４２Ｌの硬度よりも高く構成されている。
上型４２Ｕは振動溶着型４２の上側部分を構成しており、前側バンパＲＦ２０が自身の長手方向を左右方向にして上型４２Ｕに装着されるようになっている。また、上型４２Ｕは左右方向に分割された複数（本実施の形態では６つ）の金型で構成されている。そして、この分割された金型がそれぞれ「第１分割型」としての上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ２，４２Ｕ３，４２Ｕ４，４２Ｕ５，４２Ｕ６とされている。さらに、上型４２Ｕの左右両端部を構成する上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ６が、前側バンパＲＦ２０の前側バンパＲＦサイド部２６に対応している。また、上型４２Ｕの左右方向中間部を構成する上分割型４２Ｕ３，４２Ｕ４が、前側バンパＲＦ２０の前側バンパＲＦセンタ部２４に対応している。さらに、上分割型４２Ｕ２，４２Ｕ５が、前側屈曲部２２に対応している。また、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６は、図示しない上型プレートに取り付けられて、上下方向及び前後方向に可動（調整）可能に構成されている。
下型４２Ｌは振動溶着型４２の下側部分を構成しており、後側バンパＲＦ３０が自身の長手方向を左右方向にして下型４２Ｌに装着されるようになっている。また、下型４２Ｌは上型４２Ｕと同様に左右方向に分割された複数（本実施の形態では６つ）の金型で構成されている。そして、この分割された金型がそれぞれ「第２分割型」としての下分割型４２Ｌ１，４２Ｌ２，４２Ｌ３，４２Ｌ４，４２Ｌ５，４２Ｌ６とされている。また、下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６は、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６と上下方向に対を成すように構成されている。具体的には、下型４２Ｌの左右両端部を構成する下分割型４２Ｌ１，４２Ｌ６が、上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ６と対を成すと共に、後側バンパＲＦ３０の後側バンパＲＦサイド部３６に対応している。また、下型４２Ｌの左右方向中間部を構成する下分割型４２Ｌ３，４２Ｌ４が、上分割型４２Ｕ３，４２Ｕ４と対を成すと共に、後側バンパＲＦ３０の後側バンパＲＦセンタ部３４に対応している。さらに、下分割型４２Ｌ２，４２Ｌ５が、上分割型４２Ｕ２，４２Ｕ５と対を成すと共に、後側バンパＲＦ３０の後側屈曲部３２に対応している。また、下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６は、図示しない下型プレートに取り付けられて、上下方向及び前後方向に可動（調整）可能に構成されている。
加圧装置４４は、第１加圧装置４４Ａと第２加圧装置４４Ｂとを含んで構成されている。第１加圧装置４４Ａは上分割型４２Ｕ２，４２Ｕ５に連結されており、第２加圧装置４４Ｂは上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ３，４２Ｕ４，４２Ｕ６に連結されている（図１では、便宜上、第２加圧装置４４Ｂを上分割型４２Ｕ４のみに連結して図示している）。また、第１加圧装置４４Ａは図示しない制御部に電気的に接続されて、制御部の制御によって作動するように構成されている。そして、上型４２Ｕ及び下型４２Ｌが型締めされた状態で、第１加圧装置４４Ａ及び第２加圧装置４４Ｂが作動すると、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６が下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６側に圧力を加えるようになっている。具体的には、一例として、第１加圧装置４４Ａによる圧力が０．５Ｍｐａに設定されており、第２加圧装置４４Ｂによる圧力が０．３Ｍｐａに設定されている。つまり、バンパＲＦ１０の屈曲部１２に対応する部分に加える圧力が、バンパＲＦ１０の他の部位に加える圧力に比して高く設定されている。
振動装置４６は、各上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６にそれぞれ連結されると共に、制御部に電気的に接続されている。そして、制御部の制御によって振動装置４６が作動すると、各上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６がそれぞれ独立して前後方向に振動するようになっている。なお、本実施の形態では、振動装置４６による各上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６の加振条件（溶着条件）は、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６において同一に設定されている。具体的には、一例として、振幅４ｍｍ、振動周波数１００Ｈｚ、振動加振時間（振動溶着時間）６０秒に設定されている。
位置調整装置４８は、各上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び各下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６に連結されると共に、制御部に電気的に接続されている。そして、制御部の制御によって位置調整装置４８が作動すると、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６がそれぞれ独立して上下方向及び前後方向に移動して、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６の各々の位置を調整できるようになっている。
また、図６及び図７（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、振動溶着装置４０によって前側バンパＲＦ２０と後側バンパＲＦ３０を振動溶着するときには、前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ａ，２０Ｂと上型４２Ｕ（上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６）との間、及び後側バンパＲＦ３０の第２フランジ部３０Ａ，３０Ｂと下型４２Ｌ（下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６）との間に、密着体５０が設けられている。
ここで、第１フランジ部２０Ａ（２０Ｂ）と第２フランジ部３０Ａ（３０Ｂ）との摩擦力をＦ１とし、密着体５０と第１フランジ部２０Ａ（２０Ｂ）、第２フランジ部３０Ａ（３０Ｂ）との密着力をＦ２とし、密着体５０と上型４２Ｕ、下型４２Ｌとの密着力をＦ３とすると、本実施の形態の密着体５０の密着力Ｆ２、Ｆ３は、摩擦力Ｆ１との間において、下記不等式（１）又は（２）に表された構成とされている。
摩擦力Ｆ１ ＜ 密着力Ｆ２ ≦ 密着力Ｆ３ …（１）
摩擦力Ｆ１ ＜ 密着力Ｆ３ ≦ 密着力Ｆ２ …（２）
つまり、密着体５０の密着力Ｆ２、密着力Ｆ３は、いずれも摩擦力Ｆ１よりも大きい設定とされている。摩擦力Ｆ１よりも大きい設定とされていれば、密着力Ｆ２と密着力Ｆ３との大小は特に限定されない。
次に前側バンパＲＦ２０と後側バンパＲＦ３０とを振動溶着する手順について説明しつつ、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
初めに、前側バンパＲＦ２０を上型４２Ｕに装着させる。このとき、位置調整装置４８によって上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６を上下方向及び前後方向に移動（可動）させて、前側バンパＲＦ２０の成形された部品形状に対応して上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６の位置を合わせる（位置調整工程）。一方、後側バンパＲＦ３０を下型４２Ｌに装着させる。このとき、上記と同様に位置調整装置４８によって下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６を上下方向及び前後方向に移動（可動）させて、後側バンパＲＦ３０の成形された部品形状に対応して下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６の位置を合わせる（位置調整工程）。
そして、上型４２Ｕを下側へ移動させて、上型４２Ｕと下型４２Ｌとを型締めする。これにより、前側バンパＲＦ２０と後側バンパＲＦ３０とが上下方向に対向して配置される。具体的には、前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ａと後側バンパＲＦ３０の第２フランジ部３０Ａが上下方向に重合わされると共に、前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ｂと後側バンパＲＦ３０の第２フランジ部３０Ｂとが上下方向に重合わされる（型締め工程）（図６参照）。
この状態において、第１加圧装置４４Ａ及び第２加圧装置４４Ｂを作動させて上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６によって前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ａ，２０Ｂに下側への圧力を加える（加圧工程）。これにより、第１フランジ部２０Ａ及び第２フランジ部３０Ａに上下方向の圧力が作用し、第１フランジ部２０Ｂ及び第２フランジ部３０Ｂに上下方向の圧力が作用する。なお、この加圧工程では、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６がそれぞれ独立して作動して、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０に圧力を加える。具体的には、上分割型４２Ｕ２，４２Ｕ５による圧力が０．５Ｍｐａとされ、上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ３，４２Ｕ４，４２Ｕ６による圧力が０．３Ｍｐａとされる。
そして、振動装置４６によって上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６を振動させる。具体的には、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６を同時に作動させて、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６が前後方向（図２に矢印Ｅ方向及び矢印Ｆ方向）に振動する。これにより、図６に示されるように、第１フランジ部２０Ａと第２フランジ部３０Ａとの重合わせた部位に摩擦熱が発生し、両者の重合わせた部位が溶融され、溶着部２９Ａが形成される。同様に、図７（Ｂ）に示されるように、第１フランジ部２０Ｂと第２フランジ部３０Ｂとの重合わせた部位に溶着部２９Ｂが形成される。なお、振動装置４６による振動開始から６０秒経過後に、振動装置４６による上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６の振動が同時に停止される。以上により、後側バンパＲＦ３０と前側バンパＲＦ２０とがバンパＲＦ１０の長手方向に連続溶着（結合）され、振動溶着成形品としてのバンパＲＦ１０が形成される。そして、バンパＲＦ１０を振動溶着型４２から取外すことで、バンパＲＦ１０が製造される。
以上説明したように、本実施の形態では、振動溶着装置４０における振動溶着型４２の上型４２Ｕが複数の上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６で構成され、振動溶着型４２の下型４２Ｌが複数の下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６で構成されている。このため、前側バンパＲＦ２０（後側バンパＲＦ３０）が前側屈曲部２２（後側屈曲部２２）を有する場合でも、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の長手方向における各部位に対応した適切な圧力を各上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６から前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０に加えることができる。これにより、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０をバンパＲＦ１０の長手方向において良好に連続溶着させることができる。
以下、この点について具体的に説明する。本実施の形態では、溶着対象となる前側バンパＲＦ２０には前側屈曲部２２が形成されており、後側バンパＲＦ３０には後側屈曲部３２が形成されている。そして、前側バンパＲＦ２０の前側バンパＲＦセンタ部２４及び前側バンパＲＦサイド部２６は略直線状に延在されており、後側バンパＲＦ３０の後側バンパＲＦセンタ部３４及び後側バンパＲＦサイド部３６も略直線状に延在されている。このため、一般に、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の部品状態では、前側屈曲部２２及び後側屈曲部３２の部位における成形精度（寸法精度）が他の部位に比べて低くなる傾向にある。
これにより、上型４２Ｕに前側バンパＲＦ２０を装着し、下型４２Ｌに後側バンパＲＦ３０を装着したときには、主として前側屈曲部２２及び後側屈曲部３２が上型４２Ｕと下型４２Ｌに当たる可能性がある。よって、仮に、上型４２Ｕを分割しない一体の金型で構成した場合には、前側屈曲部２２及び後側屈曲部３２以外の部分（すなわち、前側バンパＲＦセンタ部２４及び後側バンパＲＦセンタ部３４、前側バンパＲＦサイド部２６及び後側バンパＲＦサイド部３６）に加わる圧力が低くなる。その結果、バンパＲＦ１０において、バンパＲＦセンタ部１４及びバンパＲＦサイド部１６における溶着が不十分になる可能性がある。さらに、バンパＲＦ１０のバンパＲＦセンタ部１４及びバンパＲＦサイド部１６に対応する部分に加わる圧力を高くするために、上型４２Ｕに加える圧力を高くすると、加圧装置４４によって過大な加圧力を付与する必要がある。
これに対して、本実施の形態では、上型４２Ｕが左右方向（つまり、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の長手方向）に分割された上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６で構成されている。このため、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の長手方向の各部位に対して、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６による独立した圧力を加えることができる。これにより、溶着対象となるバンパＲＦ１０の長手方向において屈曲部１２等の成形精度の比較的低い部分がある場合でも、バンパＲＦ１０のバンパＲＦセンタ部１４及びバンパＲＦサイド部１６に対応する部位に、上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ３，４２Ｕ４，４２Ｕ６から適切な圧力を加えることができる。その結果、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の長手方向に亘って前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０に作用する圧力を均一にすることができる。したがって、前側バンパＲＦ２０と後側バンパＲＦ３０とをバンパＲＦ１０の長手方向において良好に連続溶着させることができる。
また、上述したように、上型４２Ｕが分割された上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６によって構成されているため、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６によって、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０の長手方向における各部位に加える圧力を可変（変更）することができる。これにより、溶着対象となるバンパＲＦ１０において屈曲部１２等の成形精度の比較的低い部位がある場合でも、屈曲部１２に対応する上分割型４２Ｕ２，４２Ｕ５のみの圧力を高く設定することで、バンパＲＦ１０を良好に溶着させることができる。換言すると、上分割型４２Ｕ１，４２Ｕ３，４２Ｕ４，４２Ｕ６による圧力を高くすることを抑制できる。これにより、仮に上型４２Ｕを一体の金型で構成した場合と比べて、第１加圧装置４４Ａ及び第２加圧装置４４Ｂによって上型４２Ｕに加える圧力を低くすることができる。
さらに、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６は上下方向及び前後方向に可動可能に構成されており、位置調整装置４８によって上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６の位置が調整可能に構成されている。このため、前側バンパＲＦ２０の第１フランジ部２０Ａ，２０Ｂ及び後側バンパＲＦ３０の第２フランジ部３０Ａ，３０Ｂにおいて、仮に反り等の寸法ずれが生じた場合でも、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６を上下方向及び前後方向に移動させることで、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６及び下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６を第１フランジ部２０Ａ，２０Ｂ及び第２フランジ部３０Ａ，３０Ｂに対応した位置に配置させることができる。これにより、前側バンパＲＦ２０と後側バンパＲＦ３０とをバンパＲＦ１０の長手方向において一層良好に連続溶着させることができる。
また、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０が炭素繊維強化プラスチックによって構成されている。このため、比較的曲げ剛性の高く構成された前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０を長手方向において良好に連続溶着させることができる。また、前側バンパＲＦ２０及び後側バンパＲＦ３０を炭素繊維強化プラスチックによって構成することで、バンパＲＦ１０の軽量化を図ることができる。
なお、本実施の形態では、振動溶着型４２の下型４２Ｌが複数の下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６によって構成されているが、下型４２Ｌを一体の金型によって構成してもよい。つまり、少なくとも加圧装置４４及び振動装置４６に連結される金型が左右方向に分割される構成になっていればよい。
また、本実施の形態では、上型４２Ｕに加圧装置４４及び振動装置４６が連結されているが、下型４２Ｌに加圧装置４４及び振動装置４６を連結させるように構成してもよい。この場合には、下分割型４２Ｌ１〜４２Ｌ６が本発明の「第１分割型」に対応し、上分割型４２Ｕ１〜４２Ｕ６が本発明の「第２分割型」に対応するようになる。
また、本実施の形態では、加圧装置４４が、第１加圧装置４４Ａ及び第２加圧装置４４Ｂの２つの加圧装置で構成されているが、加圧装置の個数は、振動溶着形成品（バンパＲＦ１０）の形状に適宜対応して変更してもよい。つまり、振動溶着形成品（バンパＲＦ１０）の形状に適宜対応して、上分割型Ｕ１〜Ｕ６の各々の圧力を変更してもよい。
また、本実施の形態では、前側バンパＲＦ２０、後側バンパＲＦ３０がいずれも繊維が含まれる熱可塑性樹脂材料によって形成されているが、後側バンパＲＦ３０を前側バンパＲＦ２０と溶着可能な鉄等の金属材料、アルミニウム等の軽金属材料、又は合金材料、軽合金材料によって形成してもよい。
また、本実施の形態では、振動溶着成形品としてバンパＲＦ１０としたが、振動溶着成形品としてはこれに限らない。例えば、振動溶着成形品として車両のピラー、ロッカー、メンバー等の車体骨格部材としてもよい。
１０ バンパリインフォースメント
２０ 前側バンパリインフォースメント（第１部品）
２２ 前側屈曲部（屈曲部）
３０ 後側バンパリインフォースメント（第２部品）
３２ 後側屈曲部（屈曲部）
４０ 振動溶着装置
４２ 振動溶着型
４２Ｌ 下型
４２Ｌ１ 下分割型（第２分割型）
４２Ｌ２ 下分割型（第２分割型）
４２Ｌ３ 下分割型（第２分割型）
４２Ｌ４ 下分割型（第２分割型）
４２Ｌ５ 下分割型（第２分割型）
４２Ｌ６ 下分割型（第２分割型）
４２Ｕ 上型
４２Ｕ１ 上分割型（第１分割型）
４２Ｕ２ 上分割型（第１分割型）
４２Ｕ３ 上分割型（第１分割型）
４２Ｕ４ 上分割型（第１分割型）
４２Ｕ５ 上分割型（第１分割型）
４２Ｕ６ 上分割型（第１分割型）
４４ 加圧装置
４６ 振動装置
４８ 位置調整装置

Claims (5)

  1. 上下方向に分割された上型と下型とを含んで構成され、屈曲部を有する長尺状を成す第１部品及び第２部品が装着されると共に、前記第１部品及び前記第２部品の長手方向を左右方向として配置された振動溶着型と、
    前記上型及び前記下型の一方を構成し、左右方向に分割された複数の第１分割型と、
    複数の前記第１分割型にそれぞれ連結され、前記第１分割型に圧力を加える加圧装置と、
    複数の前記第１分割型にそれぞれ連結され、前記第１分割型を振動させる振動装置と、
    を備えた振動溶着装置。
  2. 複数の前記第１分割型は、それぞれ上下方向及び前後方向に可動可能に構成され、
    複数の前記第１分割型には、それぞれ位置調整装置が連結されており、前記第１分割型の位置が前記位置調整装置によって調整可能に構成されている請求項１に記載の振動溶着装置。
  3. 前記上型及び前記下型の他方は、左右方向に分割された複数の第２分割型によって構成されており、複数の前記第２分割型は、それぞれ上下方向及び前後方向に可動可能に構成され、
    複数の前記第２分割型には、それぞれ前記位置調整装置が連結されており、前記第２分割型の位置が前記位置調整装置によって調整可能に構成されている請求項２に記載の振動溶着装置。
  4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の振動溶着装置を用いた振動溶着方法であって、
    複数の前記第１分割型のそれぞれに圧力を加える加圧工程と、
    複数の前記第１分割型のそれぞれを振動させて前記第１部品と前記第２部品とを溶着させる溶着工程と、
    を備えた振動溶着方法。
  5. 屈曲部を有する長尺状を成す第１部品が装着され、前記第１部品の長手方向を左右方向として配置された上型と、
    前記上型の下側に配置され、屈曲部を有する長尺状を成す第２部品が装着され、前記第２部品の長手方向を左右方向として配置された下型と、
    前記上型及び前記下型の一方を構成し、左右方向に分割されると共に、加圧装置及び振動装置によってそれぞれ独立して作動する複数の第１分割型と、
    を備えた振動溶着型。
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