JPH1121515A - 部品の接着方法並びにそれに使用する加工ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応型ホットメルトを使用して接着固定する
部品の接着方法並びにそれに使用する加工ユニットにお
いて、反応型ホットメルトの硬化を速め、接着時間を短
縮化するとともに、廉価でかつ能率の良い作業が期待で
きる加工ユニットを提供することを課題とする。 【解決手段】 ベース基材１０の所定箇所に反応型ホッ
トメルトａ，硬化促進剤ｂを塗布した後、部品１５を圧
着する際、バイブレーター３６により振動を加えながら
圧着する。また、ホットメルト塗布ガン３２、硬化促進
剤スプレーガン３３、ホルダ３５、バイブレーター３６
を加工ユニット３０に組み込み、１基のロボット２０に
より部品１５をベース基材１０に接着固定する一連の動
作を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反応型ホットメ
ルトを使用して、ベース基材に対して部品を接着固定す
る部品の接着方法並びにそれに使用する加工ユニットに
関するもので、特に、反応型ホットメルトの硬化を促進
させることができ、作業時間を短縮化できる部品の接着
方法並びにそれに使用する加工ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、自動車室内には各種内装部品が装
着されており、ルーフパネルに内装される車両用ルーフ
トリムを例にとり説明すると、図１０に示すように、ル
ーフパネル１の室内側に取り付けられる車両用ルーフト
リム２の裏面所定箇所にルーフブラケット３が接着固定
されており、このルーフブラケット３に装着したクリッ
プ４をルーフパネル１の取付孔１ａ内に圧入嵌合せさ
て、ルーフトリム２を取り付けている。

【０００３】上記車両用ルーフトリム２の材質として
は、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）樹脂基材を使用
しており、このＰＰＯ樹脂基材は、接着性が悪いため、
ホットメルト接着剤が通常使用されるが、通常のウレタ
ン系ホットメルト接着剤の場合、冷却固化した後、再度
熱を加えると軟化してしまうことがあり、夏期等では接
着力が低下する傾向にあり、シーズンを問わず強固な接
着力を確保するために、反応型ホットメルトを使用して
いる。

【０００４】そして、車両用ルーフトリム２にルーフブ
ラケット３を接着固定する作業手順について図１１を基
に説明すると、まず、車両用ルーフトリム２の裏面所定
箇所に反応型ホットメルトａを塗布した後、この反応型
ホットメルトａの硬化を速めるために硬化促進剤ｂをス
プレー塗布し、その後、ルーフブラケット３を圧着固定
しているのが実情である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反応型
ホットメルトａは、空気中の湿度を吸収して反応硬化す
る性質を持つため、環境湿度等によりその養生時間が大
きく左右され、硬化促進剤ｂをコーティング処理しても
ホットメルトａが硬化するまで長い時間がかかり生産性
の低下をもたらし、量産部品に適用することが困難であ
る。

【０００６】また、反応型ホットメルトａを塗布する塗
布ガンと硬化促進剤ｂをスプレー塗布するスプレーガン
とを別々のロボットアームで動作させるため、複数のユ
ニットを必要とし、コストアップを招来するとともに、
操作も面倒であるという欠点が指摘されていた。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、反応型ホットメルトと硬化促進剤とを使用
してベース基材に部品を接着固定する部品の接着方法並
びにそれに使用する加工ユニットにおいて、反応型ホッ
トメルトの硬化を促進させることにより作業時間を短縮
化できる部品の接着方法を提供すること、及びそれに使
用する廉価でかつ使い勝手の良い加工ユニットを提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ベース基材の所定箇所に部品を反応型ホ
ットメルトを介して接着固定する部品の接着方法におい
て、前記ベース基材の所定箇所に反応型ホットメルトを
塗布した後、硬化促進剤を塗布し、その後、部品をバイ
ブレーターにより振動を加えながら圧着することを特徴
とする。

【０００９】更に、本発明は、前記反応型ホットメルト
を塗布する塗布ガンの動作及び硬化促進剤を塗布するス
プレーガンの動作並びに部品を圧着する圧着用シリンダ
の動作を同一のロボットにより行なうことを特徴とす
る。

【００１０】次いで、本発明方法に使用する加工ユニッ
トは、ベース基材の所定箇所にホットメルト型接着剤，
硬化促進剤を介して部品を接着固定する際に使用する加
工ユニットにおいて、前記加工ユニットは、ロボットの
ピボットアーム先端に取り付けられるとともに、この加
工ユニットは、反応型ホットメルトを塗布する塗布ガン
と、硬化促進剤を塗布するスプレーガンと、圧着用シリ
ンダにより上下動可能に駆動され、部品を保持するホル
ダと、少なくともホルダに支持される部品に振動を与え
るバイブレーターとを備えたことを特徴とする。

【００１１】ここで、加工ユニットは多関節型ロボット
のピボットアーム先端に取り付けられ、この加工ユニッ
トは、多関節型ロボットの動作により３次元の動作が可
能であり、かつ所定のポイントで所定角度の回動動作が
可能である。

【００１２】次に、加工ユニットを構成する各要素とし
て、まず反応型ホットメルトを塗布する塗布ガンは、ブ
ラケットを介してユニットベースに取り付けられてお
り、反応型ホットメルトとして、重付加型のエポキシ化
合物，イソシアネート化合物が好適であり、硬化時に揮
発物を発生せず、耐熱性に優れ、硬化時の収縮歪みが少
ないことから、例えば、即固化形ウレタン系ホットメル
ト接着剤（商品名：ハイボンＸＵ０５７−１（日立化成
ポリマー株式会社製）が好適である。

【００１３】また、加工ユニットのユニットベースには
硬化促進剤を塗布するスプレーガンも取り付けられてお
り、この硬化促進剤としては、通常、ウレタンフォーム
用触媒として使用されるアミン系触媒が使用され、例え
ば、イミダゾール系第３級アミン触媒（商品名：ＮＣ−
ＩＭ（三共エアプロダクツ株式会社製）が適している。

【００１４】更に、部品を保持するホルダが圧着用シリ
ンダと連結されており、部品の材質により種々のホルダ
を使用することが可能であるが、樹脂部品では真空吸着
パッドが適しており、金属材料等では電磁吸着等が利用
でき、また、チャック等の適用も可能である。このホル
ダは圧着用シリンダのピストンロッドの伸縮動作によ
り、所定ストローク上下動作する。

【００１５】そして、加工ユニットにはバイブレーター
が備わっており、このバイブレーターは少なくとも部品
をベース基材に接着固定する際、部品に振動を与える機
能を持つものでエア駆動式の（商品名：ＰＰＨ型ニュー
マチックバイブレーター（Pulsepower Process Equipme
nt Ltd. 製）１３０〜１５０ヘルツ）が好ましい。ま
た、加工ユニットには複数のホルダが備えられ、各ホル
ダは独立して圧着用シリンダにより上下動作を行う。

【００１６】以上の構成から明らかなように、本発明方
法は、ベース基材に部品を反応型ホットメルト，硬化促
進剤を塗布して部品を接着固定する際、部品にバイブレ
ーターにより振動を加えながら圧着するため、振動によ
り反応型ホットメルトと硬化促進剤が速やかに混ざり合
い、反応型ホットメルトの硬化時間を短縮化させること
ができる。

【００１７】更に、加工ユニットの構成として、反応型
ホットメルトの塗布ガン、硬化促進剤のスプレーガン、
圧着用シリンダを備えたホルダ及びバイブレーターを具
備しているため、加工ユニットを適切位置に搬送し、加
工ポイントで加工ユニットを所定角度回動動作させれ
ば、反応型ホットメルトの塗布及び硬化促進剤の塗布を
連続して行なうことができ、従来のように別々のロボッ
トアームで動作させる方法に比べ操作が迅速に行え、か
つ構造も簡素化できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る部品の接着方
法並びにそれに使用する加工ユニットの実施形態につい
て、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明方法を適用してルーフブラケ
ットを接着固定したルーフトリムを裏面側から見た斜視
図、図２は本発明方法に使用する加工ユニットを取り付
けた多関節型ロボットを示す説明図、図３は同加工ユニ
ットの構成を示す側面図、図４は同加工ユニットの正面
図、図５乃至図９は本発明方法の各工程を示す説明図で
ある。

【００２０】まず、図１において、本発明方法を適用す
るルーフトリム並びにルーフブラケットの構成について
説明すると、ベース基材としての車両用ルーフトリム１
０は、ＰＰＯ樹脂基材１１の表面側にクロス等の表皮１
２が貼着されており、上記ＰＰＯ樹脂基材１１はＰＰＯ
樹脂発泡層１１ａの表裏面側にＰＰＯ樹脂スキン層１１
ｂが形成されており、本実施形態中のＰＰＯ樹脂は純真
なＰＰＯではなく、コスト等を考慮してポリスチレンを
加え変性させたものを使用している。

【００２１】尚、ＰＰＯ樹脂基材１１はＰＰＯ樹脂発泡
層１１ａの目付量５００〜６００ｇ／ｍ² 、ＰＰＯ樹脂
スキン層１１ｂの厚み０．１５ｍｍであり、ＰＰＯ樹脂
基材１１のトータル厚み３．５ｍｍ（原反状態）のもの
を使用し、１３０〜１４０℃に加熱軟化させて、ＰＰＯ
樹脂基材１１のトータル厚みを６〜８ｍｍに膨化させた
後、所要形状にコールドプレス成形することにより、Ｐ
ＰＯ樹脂基材１１のトータル厚みが５ｍｍになるように
コールドプレス成形される。

【００２２】また、表皮材１２は、クロスの裏面側にポ
リウレタンフォーム等のパッド材を貼着したものを使用
し、パッド材の裏面にはホットメルトフィルムがラミネ
ートされている。従って、ＰＰＯ樹脂基材１１をコール
ドプレス成形する際、その表面側にホットメルトフィル
ムを介して表皮材１２が一体化される。

【００２３】そして、この車両用ルーフトリム１０は、
ルーフパネル１３に対してリヤ側においてクリップ１４
を介して固定され、図示はしないがフロント側ではビス
止め等によりルーフパネル１３に固定される。また、ル
ーフトリム１０のリヤ側において、クリップ１４を装着
するためにＡＢＳ樹脂等からなるルーフブラケット１５
が車幅方向に所定間隔をおいて複数箇所に接着固定され
ている。

【００２４】ところで、車両用ルーフトリム１０のＰＰ
Ｏ樹脂基材１１は、軽量でかつ耐熱性を備えてはいるも
のの、接着性が悪いため、ルーフブラケット１５を接着
するには、ホットメルト系の接着剤を使用することが必
要であり、特に、通常のホットメルトは熱により再度軟
化するため、再度熱を加えても溶けない反応型ホットメ
ルトａと反応型ホットメルトａの硬化時間を速めるため
に硬化促進剤ｂを混合したものを使用している。

【００２５】本発明方法の特徴は、車両用ルーフトリム
１０の裏面所定箇所にルーフブラケット１５をホットメ
ルト型接着剤ａ、硬化促進剤ｂとを使用して接着固定す
る際、反応型ホットメルトａの硬化を促進させて、接着
に要する作業時間を短縮化する方法を提供すること、及
びそれに使用する簡易な加工ユニットを提供することに
ある。

【００２６】本発明方法を説明する前にそれに使用する
加工ユニットの構成について詳細に説明すると、図２は
多関節型ロボット２０に加工ユニット３０を設置した概
略構成を示すもので、多関節型ロボット２０は複数のピ
ボットアーム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ
を備えており、最先端のピボットアーム２１ｅに加工ユ
ニット３０が取り付けられている。そして、各ピボット
アーム２１の連結部分に図示しないステップモータが内
蔵されており、これも図示しない制御装置からの指令に
より各ピボットアーム２１が所定ストローク回動あるい
は旋回動作することにより、加工ユニット３０を３次元
の任意の位置に搬送することができる。

【００２７】次に、加工ユニット３０は、図３において
側面図、図４において正面図をそれぞれ示すように、最
先端のピボットアーム２１ｅの先端に加工ユニット３０
のユニットベース３１が固定されており、このユニット
ベース３１に対してブラケット３２ａを介して反応型ホ
ットメルトａの塗布ガン３２が取り付けられているとと
もに、反応型ホットメルトａの硬化を促進する硬化促進
剤ｂを塗布するスプレーガン３３が同様にユニットベー
ス３１に取り付けられている。

【００２８】また、ユニットベース３１には本実施形態
では３基の圧着用シリンダ３４が並列設置されており、
この圧着用シリンダ３４のピストンロッド３４ａに真空
吸着パッド３５ａを備えたホルダ３５が連結されてお
り、真空吸着パッド３５ａでルーフブラケット１５を真
空吸着し、ホルダ３５によりルーフブラケット１５を適
正姿勢で保持し、かつこのホルダ３５はルーフブラケッ
ト１５を所定位置に搬送する機能を持つ。更に、ユニッ
トベース３１にエア駆動方式のバイブレーター３６が取
り付けられており、このバイブレーター３６からの振動
が圧着用シリンダ３４，ホルダ３５を通じてルーフブラ
ケット１５に伝達されるように構成されている。

【００２９】次いで、図５乃至図９に基づいて上記加工
ユニット３０を使用して車両用ルーフトリム１０の所定
箇所にルーフブラケット１５を接着固定する接着方法の
各工程について詳細に説明する。まず、図５に示すよう
に、多関節型ロボット２０が動作して、ストック位置に
あるルーフブラケット１５を加工ユニット３０のホルダ
３５により保持する。尚、本実施形態では、３基の圧着
用シリンダ３４とこれに連結するホルダ３５を設置した
が、ホルダ３５の設置個数はこれに限定されることがな
く、また、真空吸着パッド３５ａに替えて、金属板等を
搬送する際には電磁吸着パッドを使用することもでき、
機械式のチャック類をホルダ３５に使用することも可能
である。

【００３０】そして、加工ユニット３０の各ホルダ３５
にルーフブラケット１５を保持した状態で多関節型ロボ
ット２０が動作して、第１の加工ポイントに加工ユニッ
ト３０を搬送する。次いで、ルーフトリム１０のルーフ
ブラケット１５設置箇所の上方位置に反応型ホットメル
トの塗布ガン３２が位置するようにピボットアーム２１
ｅが回動した後、図６に示すように、塗布ガン３２から
反応型ホットメルトａが塗布される。このとき、反応型
ホットメルトａの塗布パターンは多関節型ロボット２０
のピボットアーム２１の動作パターンにより制御され
る。

【００３１】その後、図７に示すように、最先端のピボ
ットアーム２１ｅが回動して、ルーフトリム１０に塗布
された反応型ホットメルトａの上方にスプレーガン３３
が位置し、このスプレーガン３３から硬化促進剤ｂが塗
布される。尚、本実施形態では反応型ホットメルトａと
して即固化形ウレタン系ホットメルト接着剤（商品名：
ハイボンＸＵ０５７−１（日立化成ポリマー株式会社
製））を使用するとともに、硬化促進剤ｂとしてはイミ
ダゾール系第３級アミン触媒（商品名：ＮＣ−ＩＭ（三
共エアプロダクツ株式会社製）を使用している。

【００３２】次いで、多関節型ロボット２０のピボット
アーム２１が動作して、反応型ホットメルトａ，硬化促
進剤ｂが塗布された部位の上方に接着対象であるルーフ
ブラケット１５が位置するように加工ユニット３０が搬
送され、図８に示すように、エアシリンダ３４のピスト
ンロッド３４ａが伸長するが、このとき、バイブレータ
ー３６、（エア駆動式の商品名：ＰＰＨ型ニューマチッ
クバイブレーター（Pulsepower Process Equipment Lt
d. 製）、１３０〜１５０ヘルツ）から振動を与えなが
らルーフブラケット１５をルーフトリム１０側に圧着す
る。

【００３３】そして、図９に示すように、圧着用シリン
ダ３４のピストンロッド３４ａが伸長し、ホルダ３５に
保持されているルーフブラケット１５を振動させながら
ルーフトリム１０に圧着するため、そのときの振動によ
り反応型ホットメルトａと硬化促進剤ｂとが円滑に混ざ
り合い、反応型ホットメルトａの硬化時間を短縮するこ
とができる。尚、この圧着用シリンダ３４により、５秒
間圧着を行なう。

【００３４】その後、圧着用シリンダ３４のピストンロ
ッド３４ａが収縮し、次の加工ポイントに加工ユニット
３０を搬送するために多関節型２０のピボットアーム２
１が回動、旋回動作して、上述した工程を繰り返して行
ない、ルーフトリム１０の複数箇所にルーフブラケット
１５を接着固定していく。

【００３５】このように、ルーフトリム１０にルーフブ
ラケット１５を反応型ホットメルトａ，硬化促進剤ｂを
塗布して行なう際、上述した加工ユニット３０を使用す
ることにより、ルーフブラケット１５の圧着時にバイブ
レーター３６を作動させて行なうため、反応型ホットメ
ルトａの硬化時間を短縮化でき、生産性を高めることが
できるという効果がある。

【００３６】また、ホットメルトの塗布ガン３２と硬化
促進剤ｂのスプレーガン３３を一体化した構成であるた
め、別々のロボットアームで塗布ガンやスプレーガンを
位置決めして塗布を行なう従来装置、従来方法に比べ構
造が簡素化でき、かつ操作も簡易に行なえる利点があ
る。更に、ルーフブラケット１５をホルダ３５で保持し
てそれぞれ個別に圧着用シリンダ３４の動作によりルー
フトリム１０側に圧着するため、ロボットで直接圧着す
るのに比べ、圧着力を一定に保つことができ、ルーフブ
ラケット１５の確実な接着固定を実現できる。

【００３７】以上説明した実施形態は、加工ユニット３
０を使用して、ルーフトリム１０の所定箇所にルーフブ
ラケット１５を接着固定する方法について説明したが、
上述した加工ユニットに限定されるものではなく、バイ
ブレーター３６を作動させてルーフブラケット１５など
の別部品をルーフトリム１０のようなベース基材に反応
型ホットメルトａ，硬化促進剤ｂを円滑に混合させるた
めに振動を加えながら圧着する方法を利用するものなら
ば、ユニットの変更等は本発明の精神を逸脱するもので
はない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、以下に記載する格別
な作用効果を有する。

【００３９】（１）請求項１記載の発明によれば、ベー
ス基材に部品を接着固定する際、バイブレーターにより
振動を加えながら部品を圧着することにより、反応型ホ
ットメルトと硬化促進剤とを速やかに混ぜ合わせ、反応
型ホットメルトの硬化を速め、接着時間を短縮化できる
ため、生産性を高めることができるという効果を有す
る。

【００４０】（２）請求項２，３記載の発明によれば、
ベース基材の所定箇所に反応型ホットメルト，硬化促進
剤をそれぞれ塗布して部品を圧着固定する際、反応型ホ
ットメルトの塗布ガン、硬化促進剤のスプレーガン、圧
着用シリンダと連結するホルダ及びバイブレーターを備
えた加工ユニットを多関節型ロボットのピボットアーム
先端に取り付け、ピボットアームの動作により、反応型
ホットメルトの塗布、硬化促進剤の塗布、振動を加えな
がら部品を圧着する各工程を１機のロボットで連続して
行なうことができるため、作業スペースも少なくても済
み、かつ効率の良い作業が期待できるとともに、従来の
ように複数のロボットアームを使用する構成のものに比
べ廉価に実施できるという効果を有する。

【００４１】（３）請求項４記載の発明によれば、加工
ユニットに複数のホルダが設置され、各ホルダを独立し
て動作させる圧着用シリンダを設置するという構成であ
るため、取り付ける部品毎に圧着用シリンダの圧着力を
検知しながら圧着を行なえば、ロボットで直接圧着する
場合に比べ、常に一定の接着強度でもって、部品をベー
ス基材に接着固定できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用した車両用ルーフトリムを裏
面側から見た斜視図。

【図２】本発明方法に使用する加工ユニットを多関節型
ロボットに取り付けた状態を示す説明図。

【図３】本発明方法に使用する加工ユニットの概略構成
を示す側面図。

【図４】図３中Ａ矢視図で、同加工ユニットの正面図。

【図５】本発明方法の一工程を示すもので、部品の吸着
状態を示す説明図。

【図６】本発明方法の一工程を示すもので、反応型ホッ
トメルトの塗布工程を示す説明図。

【図７】本発明方法の一工程を示すもので、硬化促進剤
の塗布工程を示す説明図。

【図８】本発明方法の一工程を示すもので、部品の圧着
前の状態を示す説明図。

【図９】本発明方法の一工程を示すもので、部品の圧着
時の状態を示す説明図。

【図１０】従来の車両用ルーフトリムのルーフパネルへ
の取り付け状態を示す説明図。

【図１１】従来の車両用ルーフトリムにルーフガーニッ
シュを接着する作業を示す説明図。

【符号の説明】

１０ 車両用ルーフトリム １１ ＰＰＯ樹脂基材 １２ 表皮材 １３ ルーフパネル １５ ルーフブラケット ２０ 多関節型ロボット ２１ ピボットアーム ３０ 加工ユニット ３１ ユニットーベース ３２ 塗布ガン ３３ スプレーガン ３４ 圧着用シリンダ ３５ ホルダ ３５ａ 真空吸着パッド ３６ バイブレーター ａ 反応型ホットメルト ｂ 硬化促進剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース基材（１０）の所定箇所に部品
   （１５）を反応型ホットメルト（ａ）を介して接着固定
   する部品の接着方法において、 前記ベース基材（１０）の所定箇所に反応型ホットメル
   ト（ａ）を塗布した後、硬化促進剤（ｂ）を塗布し、そ
   の後、部品（１５）をバイブレーター（３６）により振
   動を加えながら圧着することを特徴とする部品の接着方
   法。
2. 【請求項２】 前記反応型ホットメルト（ａ）を塗布す
   る塗布ガン（３２）の動作、硬化促進剤（ｂ）を塗布す
   るスプレーガン（３３）の動作、及び部品（１５）を圧
   着する圧着用シリンダ（３４）の動作を同一のロボット
   （２０）により行なうことを特徴とする請求項１記載の
   部品の接着方法。
3. 【請求項３】 ベース基材（１０）の所定箇所にホット
   メルト型接着剤（ａ），硬化促進剤（ｂ）を介して部品
   （１５）を接着固定する際に使用する加工ユニット（３
   ０）において、 前記加工ユニット（３０）は、ロボット（２０）のピボ
   ットアーム（２１ｅ）先端に取り付けられるとともに、
   この加工ユニット（３０）は、反応型ホットメルト
   （ａ）を塗布する塗布ガン（３２）と、硬化促進剤
   （ｂ）を塗布するスプレーガン（３３）と、圧着用シリ
   ンダ（３４）により上下動可能に駆動され、部品（１
   ５）を保持するホルダ（３５）と、少なくともホルダ
   （３５）に支持される部品（１５）に振動を与えるバイ
   ブレーター（３６）とを備えたことを特徴とする加工ユ
   ニット。
4. 【請求項４】 前記ホルダ（３５）は、複数個設置され
   るとともに、それぞれ独立して圧着用シリンダ（３４）
   により上下動作されることを特徴とする請求項３記載の
   加工ユニット。