JP7049931B2 - 車両外装品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の樹脂成形品が振動溶着により接合されて製造される車両外装品及びその製造方法に関し、例えば、アッパ部材とロア部材が振動溶着により一体化される車両用のルーフスポイラ及びその製造方法に関する。

複数の樹脂成形品を接合する技術として、振動溶着がある。振動溶着は、例えば、樹脂成形品同士を重ね合わせ、垂直方向の押圧力と水平方向の起振力を加えることによって成形品の接触面に摩擦熱を発生させ、これにより、成形品同士を互いに溶着させるものである。振動溶着は、比較的大型の樹脂成形品であっても接合のための作業工程を少なくして低コスト化できるとともに、十分な接合強度を確保しやすいという利点があることから、車両外装品を接合する技術として広く用いられている。

下記特許文献１及び２では、ロア部材（第１樹脂成形品）とアッパ部材（第２樹脂成形品）とを互いに対向させた状態で振動溶着することによりスポイラ（車両外装品）を製造する方法が開示されている。ロア部材の対向面には平行に延びる複数の溶着リブが形成されている。溶着リブをアッパ部材の対向面に押し当てた状態で、アッパ部材とロア部材の一方を他方に対して溶着リブの延び方向に振動させることにより、ロア部材とアッパ部材を溶着している。

特許文献１に開示された方法では、溶着リブは一定の突出高さを有している。特許文献２に開示された方法では、溶着リブは台形断面状に形成され、アッパ部材の厚さをロア部材の厚さよりも大きく設定している。

特開２０１０－１６７８５５号公報（図４、図７） 特開２００１－２６０２３０号公報（図７）

特許文献１に記載の方法では、一定の突出高さを有する溶着リブの両端の角部が、振動溶着の際に対向するアッパ部材に強く当たってしまう。これは、特にアッパ部材の寸法精度のバラツキが大きい場合に顕著であった。そのため、溶融温度を上昇させ、アッパ部材の表面にヒケを生じさせていた。その結果、製品の外観を悪化させていた。
特許文献２に記載の方法では、アッパ部材の厚さをロア部材の厚さよりも大きく設定することによりヒケの発生を抑制しているものの、台形断面状の溶着リブの両端は溶着に寄与できなかった。そのため、十分な溶着強度を確保することが難しかった。

上記課題の少なくとも１つを解決するために、本発明は、第１樹脂成形品と第２樹脂成形品とを互いに対向させた状態で振動溶着することにより車両外装品を製造する方法において、上記第１樹脂成形品の対向面には平行に延びる多数の溶着リブが形成され、これら溶着リブの両端近傍部では、端に向かうにしたがって突出高さが減じられるように傾斜し、上記溶着リブは両端においても、上記第１樹脂成形品から突出しており、上記溶着リブを上記第２樹脂成形品の対向面に押し当てた状態で、上記第１樹脂成形品と上記第２樹脂成形品の一方を他方に対して上記溶着リブの延び方向に振動させることにより、上記第１樹脂成形品と上記第２樹脂成形品を溶着することを特徴としている。

上記構成によれば、溶着リブの両端近傍部では、端に向かうにしたがって突出高さが減じられるように傾斜していることにより、振動溶着の際に溶着リブがアッパ部材に局所的に強く当たることを避けることができ、溶融温度の過度な上昇を招くことがなく、アッパ部材の表面にヒケが生じる不都合を防止することができる。
また、溶着リブは両端においてもロア部材から突出しているため、溶着リブの両端も溶着に寄与させることができるため、十分な溶着強度を確保することができる。

好ましくは、上記第１樹脂成形品の対向面には、上記溶着リブより幅広をなし上記溶着リブの延び方向に延びる台座部が形成されており、この台座部の上記第２樹脂成形品に対する対向面に上記溶着リブが形成されている。
上記構成によれば、ロア部材とアッパ部材とが溶着されたとき、台座部の対向面とアッパ部材の対向面とが突き合わされるため、溶着強度を高めることができる。

好ましくは、ルーフスポイラとしての車両外装品の製造方法であって、上記第１樹脂成形品がロア部材であり、上記第２樹脂成形品がアッパ部材であり、上記溶着リブが車幅方向に延びている。

本発明の他の態様は、樹脂成形品からなる車両用ルーフスポイラのロア部材において、樹脂成形品からなるルーフスポイラのアッパ部材と対向する上面に、車幅方向に延びる溶着リブが形成されており、これら溶着リブの両端近傍部では、端に向かうにしたがって突出高さが減じられるように傾斜し、上記溶着リブは両端においても、上記第１樹脂成形品から突出していることを特徴としている。

本発明によれば、車両外装品において外観品質の確保と溶着強度の確保とを両立させることができる。

本発明の一実施形態に係るルーフスポイラの平面図である。 同ルーフスポイラのロア部材の平面図である。 図１のIII-III線に沿う同ルーフスポイラの断面図である。 同ロア部材の上面を後方から見た要部拡大斜視図である。 （Ａ）図４の円VAに相当する同ロア部材の溶着リブの要部拡大斜視図である。（Ｂ）同ロア部材の要部拡大平面図であって、同溶着リブの端部を示す図である。 同アッパ部材と同ロア部材の振動溶着工程を模式化して示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１～図６を参照して説明する。この実施形態は、本発明を自動車のルーフスポイラ及びその製造方法に適用したものである。
ルーフスポイラ１（車両外装品）は、その空気整流作用により燃費の向上を図ったり、装飾的効果を高めたりするものであって、図１に示すように、平面視Ｕ字形状をなし、車幅方向に長い左右対称形状をなしている。ルーフスポイラ１は、図３に示すように、自動車の車体後方に開閉可能に設置されたリアゲート２の上端部に取り付けられ、ルーフ３の後方でルーフ３の車幅方向に沿って配置されている。ルーフスポイラ１の前方内側の形状は、ルーフ３後端部の形状に対応している。

ルーフスポイラ１は、図２、図３に示すロア部材１０（第１樹脂成形品）と、このロア部材１０の上側に組み付けられる、図１に示すアッパ部材２０（第２樹脂成形品）とを有している。ロア部材１０及びアッパ部材２０は、例えば、ＡＢＳ樹脂やＡＥＳ樹脂等の熱可塑性を有する合成樹脂材料からなり、射出成形等によってそれぞれ一体的に成形される。

アッパ部材２０は、ルーフスポイラ１の意匠面を構成する部材であり、外観が重視される。アッパ部材２０は、ルーフスポイラ１の上面を形成する薄板状の上面部２１と、この上面部２１に連続して形成される側面部２２とを有している。側面部２２は、ルーフスポイラ１の右側面、左側面及び後側面を構成している。上面図２１及び側面部２２の外側面（表面）が意匠面となっている。

図２、図３に示すロア部材１０は、リアゲート２に搭載される部材であり、アッパ部材２０に比べ、強度的にしっかりとした作りになっている。図３に示すように、ロア部材１０は、アッパ部材２０の上面部２１の裏面２１ａ（第２樹脂成形品の対向面）と対向する上側接合面１１（第１樹脂成形品の対向面）と、リアゲート２のアウタパネル２ａと対向する下側装着部１２とを有している。下側装着部１２は、図示しないクリップ及びボルトによりアウタパネル２ａに固定され、アウタパネル２ａに緩衝部材４ａを介して設けられた窓ガラス４と干渉部材４ｂを介して対向している。

図２、図３に示すように、上側接合面１１には、車幅方向に延びる溶着リブ３０が平行に多数設けられている。ロア部材１０は、その上側接合面１１がアッパ部材２０の上面部裏面２１ａに振動溶着により接合されることにより、アッパ部材２０に組み付けられる。

溶着リブ３０について詳述する。図４は、後方から見たロア部材１０の上側接合面１１を拡大して示す斜視図である。図５（Ａ）は、ロア部材１０の溶着リブ３０を拡大して示す斜視図である。図５（Ｂ）溶着リブ３０を拡大して示す平面図である。
ロア部材１０の上側接合面１１には、アッパ部材２０の上面部裏面２１ａに向かって突出する台座部４０が設けられ、車幅方向に延びている。図４に示すように、台座部４０は、多数設けられ、平行をなしている。図５に示す台座部４０の頂面４１は、アッパ部材２０の上面部裏面２１ａと対向しており、各台座部４０の頂面４１のなす曲面は、対向する上面部裏面２１ａの形状に対応している。ひいては、複数の頂面４１により、上面部裏面２１ａに対応した曲面が形成されている。

台座部４０の頂面４１には、上記溶着リブ３０が設けられ、台座部４０の延び方向に延びている。図３、図５に示すように、溶着リブ３０は、頂面４１より幅が狭く形成されている。図４、図５に示すように、溶着リブ３０の車幅方向両端近傍部３１では、端に向かうに従って突出高さが減じられるように傾斜している。溶着リブ３０は、車幅方向の両端において、台座部４０の頂面４１からわずかに高さｈ分だけ突出している。

次に、図６を参照して、ルーフスポイラ１の製造方法について説明する。
ロア部材１０とアッパ部材２０を接合してルーフスポイラ１を製造するための振動溶着装置５０は、下治具５１と上治具５２を有している。この振動溶着装置５０において、互いに重ね合わせた状態のロア部材１０とアッパ部材２０を、ルーフスポイラ１の車体取付時とは上下を逆にして、つまり車体取付時に上方を向く面を下にして下治具５１に装着する。

下治具５１を上治具５２に向けて上昇させて所定の加圧力にて押し付けると、ロア部材１０の溶着リブ３０とアッパ部材２０の上面部裏面２１ａとの間に圧接力が発生する。この状態で、上治具５２を溶着リブ３０の延び方向である車幅方向に振動させると、溶着リブ３０と上面部裏面２１ａとの間に摩擦熱が発生し、この摩擦熱によって溶着リブ３０の頂部が溶融する。この溶融箇所が冷却されると、ロア部材１０とアッパ部材２０は、相互に溶着接合されて一体化される。その後、上下両治具５１，５２を離間させて、完成品であるルーフスポイラ１が取り出される。

上記構成のルーフスポイラ１及びその製造方法によれば、溶着リブ３０の両端近傍部３１では、端に向かうにしたがって突出高さが減じられるように傾斜しているため、振動溶着の際に溶着リブ３０がアッパ部材２０に局所的に強く当たることがない。そのため、溶着リブの突出高さを同じにして振動溶着させた場合に、溶着リブの両端の角部がアッパ部材に強く当たって溶融温度が高くなりアッパ部材の表面にヒケが生じる不都合を、防止することができる。また、溶着リブ３０は両端においても台座部４０から高さｈ分だけ突出しているため、溶着リブ３０の両端近傍部３１の傾斜部分のすべてを溶着させることができる。

さらに、ロア部材１０とアッパ部材２０とが溶着接合されたとき、台座部４０の頂面４１と上面部裏面２１ａとが突き合わされるため、溶着強度を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。
本発明の車両外装品は、ルーフスポイラ以外の車両用スポイラ、及びその他の車両外装品にも適用可能である。
上記実施形態では、ロア部材１０の上側接合面１１から台座部４０を突出させ、この台座部４０から溶着リブ３０を突出させているが、台座部を設けずに上側接合面から溶着リブを突出させてもよい。
上記実施形態では、振動溶着においてロア部材をアッパ部材に対して振動させたが、ロア部材とアッパ部材とを相対的に振動させればよく、アッパ部材をロア部材に対して振動させてもよい。
上記実施形態では、振動溶着において車幅方向に振動させたが、溶着リブの延び方向と、ロア部材とアッパ部材の相対的な振動方向とを一致させればよい。
上記実施形態では、振動溶着装置において下治具を上昇させてロア部材とアッパ部材とに圧接力を発生させたが、上下両治具を相対的に近接させればよく、上治具を下降させてもよい。

本発明は、複数の樹脂成形品が振動溶着により接合されて製造される車両外装品及びその製造方法に適用することができる。

１ ルーフスポイラ（車両外装品）
１０ ロア部材（第１樹脂成形品）
１１ 上側接合面（第１樹脂成形品の対向面）
２０ アッパ部材（第２樹脂成形品）
２１ａ 上面部裏面（第２樹脂成形品の対向面）
３０ 溶着リブ
３１ 両端近傍部
４０ 台座部
ｈ 突出高さ

Claims (3)

1. 第１樹脂成形品と第２樹脂成形品とを互いに対向させた状態で振動溶着することにより車両外装品を製造する方法において、
   上記第１樹脂成形品の対向面には平行に延びる多数の台座部が形成され、
   この台座部の上記第２樹脂成形品に対する対向面には、上記台座部より幅が狭く上記台座部の延び方向に延びる溶着リブが形成され、
   これら溶着リブの両端近傍部では、端に向かうにしたがって突出高さが減じられるように傾斜し、上記溶着リブは両端においても、上記第１樹脂成形品から突出しており、
   上記溶着リブを上記第２樹脂成形品の対向面に押し当てた状態で、上記第１樹脂成形品と上記第２樹脂成形品の一方を他方に対して上記溶着リブの延び方向に振動させることにより、上記第１樹脂成形品と上記第２樹脂成形品を溶着することを特徴とする車両外装品の製造方法。
2. ルーフスポイラとしての車両外装品の製造方法であって、
   上記第１樹脂成形品がロア部材であり、上記第２樹脂成形品がアッパ部材であり、
   上記溶着リブが車幅方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の車両外装品の製造方法。
3. 樹脂成形品からなる車両用ルーフスポイラのロア部材において、
   樹脂成形品からなるルーフスポイラのアッパ部材と対向する上面に、車幅方向に延びる台座部が形成され、
   この台座部の上記アッパ部材に対する対向面には、上記台座部より幅が狭く上記台座部の延び方向に延びる溶着リブが形成されており、
   これら溶着リブの両端近傍部では、端に向かうにしたがって突出高さが減じられるように傾斜し、上記溶着リブは両端においても、上記上面から突出していることを特徴とする車両用ルーフスポイラのロア部材。

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