JP2007098589A - 樹脂接合材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材上に軟質材が積層、接合されてなる第1部材の該基材と第2部材とを振動溶着する際に、溶着界面に振動エネルギーを確実に付与して、摩擦熱不足による溶着不良を解消する。
【解決手段】熱可塑性樹脂よりなる基材21及び基材21上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材22を有する第1部材2を、受け治具4の載置面4aに軟質材22が当接するように載置する。この第1部材2の基材21上に第2部材3を積層、配置する。振動治具5で第2部材3を加圧しながら加振して、第1部材2の基材21と第2部材3とを振動溶着により一体的に接合する。このとき、移動抑制手段6の押圧棒61で基材21を押圧して、軟質材22を介して基材21を載置面4aに押し付ける。これにより、受け治具4に対する基材21の移動を抑制する。
【選択図】図4
【解決手段】熱可塑性樹脂よりなる基材21及び基材21上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材22を有する第1部材2を、受け治具4の載置面4aに軟質材22が当接するように載置する。この第1部材2の基材21上に第2部材3を積層、配置する。振動治具5で第2部材3を加圧しながら加振して、第1部材2の基材21と第2部材3とを振動溶着により一体的に接合する。このとき、移動抑制手段6の押圧棒61で基材21を押圧して、軟質材22を介して基材21を載置面4aに押し付ける。これにより、受け治具4に対する基材21の移動を抑制する。
【選択図】図4
Description
本発明は樹脂接合材の製造方法に関し、詳しくは、基材上に軟質材が積層、接合されてなる第1部材の該基材と、第2部材とを振動溶着により一体的に接合して樹脂接合材を得る樹脂接合材の製造方法に関する。
本発明に係る樹脂接合材の製造方法及び製造装置は、例えば、自動車用内装部品としてのコンソールリッドやグラブボックスを製造する際に好適に利用することができる。
自動車用内装部品たるコンソールリッドには、意匠面を有するアウター部材と、このアウター部材の裏面に一体的に接合された樹脂製のインナー部材とからなる樹脂接合材が一般に用いられている。一般に、アウター部材は、樹脂製の基材と、該基材上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材とからなり、この軟質材は、意匠面を構成する表皮材で表面が被覆された発泡材よりなる。通常、表皮材には布又は皮等が用いられ、また、発泡材には発泡ポリウレタン等が用いられている。
このような樹脂接合材を製造する方法として、従来、振動溶着が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この振動溶着では、表面が表皮材で被覆された発泡材よりなる軟質材を樹脂製の基材上に一体的に接合してなる第1部材の該基材に、樹脂製の第2部材を装着し、第1部材をその状態で表皮材側から押さえ治具で押圧して保持する。そして、所定の振幅、振動数の低周波で第2部材を振動させる。これにより、第1部材の基材と第2部材とを摩擦熱により一体的に溶着する。
特開平5−92486号公報(第3頁)
しかしながら、上記従来の方法では、発泡材の表面を被覆する表皮材側から押さえ治具で押圧して第1部材を保持していることから、以下に示すような問題があった。
すなわち、軟らかい発泡材を介して押さえ治具で第1部材を保持した状態では、発泡材の弾性変形により基材が遊動しうる。このため、振動溶着時に、第1部材の基材と第2部材との溶着界面に振動エネルギーが良好に伝わらない、所謂スリップ現象が発生する。このスリップ現象が発生すると、溶着界面で発生する摩擦熱が不足して、溶着強度が低下したり、あるいは未溶着部分の存在により外観不良が発生したりする。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、基材上に軟質材が積層、接合されてなる第1部材の該基材と第2部材とを振動溶着する際に、溶着界面に振動エネルギーを確実に付与して、摩擦熱不足による溶着不良を解消することを解決すべき技術課題とするものである。
上記課題を解決する本発明の樹脂接合材の製造方法は、熱可塑性樹脂よりなる基材と該基材上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材とを有する第1部材の該基材と、該基材と溶着可能な熱可塑性樹脂よりなる第2部材とを振動溶着により一体的に接合して樹脂接合材を得る樹脂接合材の製造方法であって、受け治具の載置面に前記軟質材が当接するように該載置面に前記第1部材を載置するとともに、該第1部材の前記基材上に前記第2部材を積層、配置する配置工程と、振動治具で前記第2部材を加圧しながら加振して、前記第1部材の前記基材と該第2部材とを振動溶着により一体的に接合する接合工程とを備え、前記接合工程では、前記受け治具に設けられた移動抑制手段により、前記受け治具に対する前記基材の移動を抑制しつつ、前記振動治具で前記第2部材を加圧しながら加振することを特徴とするものである。
この樹脂接合材の製造方法では、受け治具の載置面に軟質材が当接するように該載置面に第1部材を載置するとともに、該第1部材の基材上に第2部材を積層、配置する(配置工程)。その後、振動治具で第2部材を加圧しながら加振して、第1部材の基材と第2部材とを振動溶着により一体的に接合する(接合工程)。そして、この接合工程では、受け治具に設けられた移動抑制手段により、受け治具に対する基材の移動を抑制しつつ、振動治具で第2部材を加圧しながら加振する。このように受け治具に対する基材の移動が抑制されていれば、該基材に軟質材が接合されていても、基材の遊動が規制される。このため、振動溶着時に、第1部材の基材と第2部材との溶着界面に振動エネルギーが良好に伝わるので、所謂スリップ現象の発生を防止することができる。
したがって、本発明の樹脂接合材の製造方法によれば、溶着に必要な摩擦熱を溶着界面に確実に発生させることができるので、溶着強度が低下したり、あるいは未溶着部分の存在により外観不良が発生したりするという問題を解消することが可能となる。
本発明の樹脂接合材の製造方法の好適な態様において、前記移動抑制手段は押圧部を少なくとも一つ有し、前記接合工程では、該押圧部で前記基材を押圧することにより、前記軟質材を介して該基材を前記載置面に押し付ける。
この樹脂接合材の製造方法では、移動抑制手段の押圧部で押圧された基材が軟質材を介して載置面に押し付けられることにより、軟質材の弾性変形が抑制され、受け治具に対する基材の移動が抑制される。
本発明の樹脂接合材の製造方法の好適な態様において、前記移動抑制手段は係合部を少なくとも一つ有するとともに、前記基材は該係合部と係合可能な被係合部を少なくとも一つ有し、前記接合工程では、該係合部を該被係合部に係合させる。
この樹脂接合材の製造方法では、受け治具に設けられた移動抑制手段の係合部と、基材の被係合部とが係合することで、受け治具に対する基材の移動が抑制される。
本発明の樹脂接合材の製造方法の好適な態様において、前記第2部材は、前記移動抑制手段の前記押圧部又は前記係合部を挿通させるとともに、前記接合工程における前記第2部材の振動を許容する挿通孔を少なくとも一つ有し、該接合工程では、該押圧部又は該係合部を該挿通孔に挿通させて前記基材に押圧又は前記被係合部に係合させる。
この樹脂接合材の製造方法では、第2部材に設けられた挿通孔に、移動抑制手段の押圧部又は係合部を挿通させて基材に押圧又は被係合部に係合させるので、第1部材及び第2部材の形状や大きさにかかわらず、挿通孔の位置や数、すなわち押圧部又は係合部の位置や数を、第1部材の基材の移動を抑制するのに好都合なものに設定することができ、受け治具に対する基材の移動をより確実に規制することが可能となる。
従って、本発明の樹脂接合材の製造方法によれば、基材上に軟質材が一体的に接合されてなる第1部材の該基材と、第2部材とを振動溶着する際に、受け治具に対する基材の移動を抑制することで、溶着界面に振動エネルギーを良好に伝達することができるので、摩擦熱不足による溶着不良を解消することが可能となる。
また、振動溶着時に無駄となる振動エネルギーを減少させることができるので、溶着時間の短縮化やコスト低減にも寄与しうる。
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(実施形態1)
本実施形態は、自動車用内装部品たるコンソールリッドの製造に本発明を適用したものである。
本実施形態は、自動車用内装部品たるコンソールリッドの製造に本発明を適用したものである。
コンソールリッドとしての本実施形態に係る樹脂接合材1は、図1及び図2に示されるように、意匠面2aを有するアウター部材としての第1部材2と、この第1部材2の裏面に一体的に接合された熱可塑性樹脂製のインナー部材としての第2部材3とから構成されている。
第1部材2は、熱可塑性樹脂樹脂製の基材21と、基材21上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材22とからなる。軟質材22は、発泡材22aと、この発泡材22aの表面を被覆し意匠面2aをもつ表皮材22bとからなる。
ここに、第1部材2の基材21及び第2部材3を構成する熱可塑性樹脂の組み合わせとしては、互いに溶着可能なものであれば、特に限定されず、同種又は異種の樹脂とすることができる。例えば、PP(ポリプロピレン)同士、ABS/PC(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン/ポリカーボネート)同士を採用したり、PCとアクリルとの組み合わせを採用したりすることができる。また、第1部材2の軟質材22を構成する発泡材22a及び表皮材22bの材質も特に限定されず、例えば、発泡材22aとしてウレタンフォームやポリエチレンフォームを採用したり、表皮材22bとして布や皮を採用したりすることができる。
なお、本実施形態では、基材21にABS/PCを、第2部材3にABS/PCを、発泡材22aにウレタンフォームを、表皮材22bに本皮をそれぞれ採用した。
第1部材2及び第2部材3は、略矩形状の全体形状を有している。第2部材3は、長手方向に延び、先端面が基材21の裏面に当接して一体的に接合された4本のリブ31を、第1部材2側の面に有している。すなわち、第1部材2と、第2部材3とは、第2部材3のリブ31と基材21とが振動溶着されることで、一体的に接合されている。
また、第2部材3には、長手方向の一端側及び他端側にそれぞれ2個ずつ(合計で4個の)挿通孔32が形成されている。この挿通孔32は、後述するように、振動溶着時に、移動抑制手段の押圧棒の挿通を許容するとともに、第2部材3の振動を許容しうるように、すなわち溶着振動時に振動する第2部材3と挿通孔32に挿通された押圧棒とが干渉しないように、大きさや位置が設定されている。
さらに、第2部材3には、長手方向の一端部及び他端部に、短手方向に延びる凹段部33がそれぞれ形成されている。この凹段部33は、後述するように、振動溶着時、振動治具の凸段部が係合することで、振動方向(図3の左右方向であって、第2部材3のリブ31が延びる第1部材2及び第2部材3の長手方向。以下、同様。)における振動治具に対する第2部材3のズレを規制するためのものである。
上記構成を有する樹脂接合材1は、図3及び図4に示されるように、本実施形態に係る樹脂接合材の製造方法及び製造装置により、以下のようにして製造した。
この樹脂接合材の製造装置は、熱可塑性樹脂よりなる基材21及びこの基材21上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材22を有する第1部材2の基材21と、基材21と溶着可能な熱可塑性樹脂よりなる第2部材3とを振動溶着により一体的に接合して樹脂接合材を得るための振動溶着装置であり、第1部材2及び第2部材3が重ね合わされて載置される受け治具4と、受け治具4に載置された第1部材2の基材21上に積層、配置された第2部材3を加圧しながら加振する振動治具5とを備えている。
受け治具4は、軟質材22の表皮材22bが当接するように第1部材2が載置される載置面4aを有している。この載置面4aは、表皮材22bの意匠面2aと対応する型面形状を有している。また、受け治具4は、載置面4aに載置された第1部材2の基材21と係止することにより、受け治具4に対する基材21の移動を抑制する4個の移動抑制手段6を有している。
各移動抑制手段6は、所謂エアー駆動式のトグルクランプであり、載置面4aに載置された第1部材2の基材21の裏面を押圧することで、軟質材22を介して基材21を載置面4aに押し付けるための、押圧棒61と、押圧棒61を退避位置(図3に示される状態)と押圧位置(図4に示される状態)との間で揺動させて往復移動させるとともに、押圧位置に在る押圧棒61に所定の押圧力を付与する駆動手段としてのエアシリンダ62と、エアシリンダ62を揺動可能に支持する支持台63と、エアシリンダ62のピストン部と押圧棒61とを連結して該ピストン部の直線運動を押圧棒61の揺動運動に変換する複数の連結レバー部64とを有している。そして、各押圧棒61の先端には硬質ゴムよりなる押圧部61aが接着されている。また、押圧棒61の基端側には調整ネジとしてのネジ部61bが設けられ、このネジ部61bが連結レバー部64に螺合されている。このため、押圧棒61は、ネジ部61bのネジ調整により、連結レバー部64からの突出長さが調整できるようになっている。したがって、ネジ調整により各押圧棒61の突出長さを適宜調整することで、第1部材2及び第2部材3の形状や厚さの違いにかかわらず、各押圧棒61から基材21の裏面に付与される押圧力を一定にすることができるようになっている。なお、支持台63は、受け治具4の両側(図3の左右両側であって、受け治具4の載置面4aに載置された第1部材2の長手方向における左右両側)にそれぞれ2個ずつ配設されている。
振動治具5は、第2部材3の凹段部33に対応する位置及び形状の凸段部51を、長手方向の一端部及び他端部にそれぞれ有している。この凹段部33と凸段部51とが凹凸係合することにより、振動溶着時、振動方向における振動治具5に対する第2部材3のズレを規制することができる。また、振動治具5は、所定の振幅及び振動数の低周波振動を発生させる振動発生手段(図示せず)と、振動治具5を受け治具4に対して進退動させる駆動手段(図示せず)とを備えている。なお、振動治具5の両側(図3の左右両側であって、受け治具4の載置面4aに載置された第1部材2の長手方向における左右両側)には、受け治具4に対して進出して振動溶着位置に移動する際に、振動治具5が移動抑制手段6の連結レバー部64や押圧棒61と干渉することを回避するための、欠切部52がそれぞれ設けられている。
<成形工程>
まず、第1部材2の基材21及び第2部材3を、射出成形等により所定形状に成形した。また、射出発泡成形等により所定形状に発泡材22aを成形し、真空成形等で所定形状に賦形した表皮材22bをラミネート法等により発泡材22aの表面に一体的に接合して、表面が表皮材22bで被覆された発泡材22aよりなる軟質材22を準備した。そして、基材21の裏面に接着剤等により軟質材22の発泡材22aを一体的に接合して、第1部材2を形成した。
まず、第1部材2の基材21及び第2部材3を、射出成形等により所定形状に成形した。また、射出発泡成形等により所定形状に発泡材22aを成形し、真空成形等で所定形状に賦形した表皮材22bをラミネート法等により発泡材22aの表面に一体的に接合して、表面が表皮材22bで被覆された発泡材22aよりなる軟質材22を準備した。そして、基材21の裏面に接着剤等により軟質材22の発泡材22aを一体的に接合して、第1部材2を形成した。
<配置工程>
そして、受け治具4の載置面4aに軟質材22の表皮材22bが当接するように、載置面4aに前記第1部材2を載置するとともに、この第1部材2の基材21上に前記第2部材3を積層、配置した。なお、この配置工程は、各押圧棒61が前記退避位置に在る状態で行う(図3参照)。
そして、受け治具4の載置面4aに軟質材22の表皮材22bが当接するように、載置面4aに前記第1部材2を載置するとともに、この第1部材2の基材21上に前記第2部材3を積層、配置した。なお、この配置工程は、各押圧棒61が前記退避位置に在る状態で行う(図3参照)。
<接合工程>
エアシリンダ62を作動させて、押圧棒61を前記押圧位置に移動させるとともに、押圧棒61の押圧部61aで基材21の裏面を所定の押圧力で押圧した(図4参照)。このとき、各押圧棒61は、第2部材3に設けられた各挿通孔32を挿通して、基材21の裏面に当接する。これにより、軟質材22を介して基材21を載置面4aに押し付け、受け治具4に対して基材21が移動しないように保持した。
エアシリンダ62を作動させて、押圧棒61を前記押圧位置に移動させるとともに、押圧棒61の押圧部61aで基材21の裏面を所定の押圧力で押圧した(図4参照)。このとき、各押圧棒61は、第2部材3に設けられた各挿通孔32を挿通して、基材21の裏面に当接する。これにより、軟質材22を介して基材21を載置面4aに押し付け、受け治具4に対して基材21が移動しないように保持した。
そして、図示しない駆動手段を作動させて、振動治具5を下降させ、振動治具5の凸段部51を第2部材3の凹段部33に係合させた。その後、図示しない振動発生手段を作動させて、所定の振幅及び振動数の低周波で、第2部材3をリブ31が延びる長手方向に振動させた。これにより、第2部材3のリブ31の先端面と基材21の裏面とを振動溶着により一体的に接合した。
このように本実施形態に係る樹脂接合材の製造方法及び製造装置では、接合工程で、受け治具4に設けられた4個の押圧棒61で押圧された基材21が軟質材22を介して載置面4aに押し付けられることにより、軟質材22の発泡材22a等の弾性変形が抑制され、受け治具4に対する基材21の移動が抑制される。このため、基材21に軟質材22が接合されていても、基材21の遊動が規制される。したがって、振動溶着時に、第1部材2の基材21と第2部材3との溶着界面に振動エネルギーが良好に伝わるので、所謂スリップ現象の発生を防止することができる。
よって、本実施形態によれば、溶着に必要な摩擦熱を溶着界面に確実に発生させることができるので、溶着強度が低下したり、あるいは未溶着部分の存在により外観不良が発生したりするという問題を解消することが可能となる。
また、本実施形態では、各押圧棒61が、第2部材3に設けられた各挿通孔32を挿通して、基材21の裏面に当接するので、第1部材2及び第2部材3の形状や大きさにかかわらず、挿通孔32の位置や数、すなわち押圧棒61の位置や数を、第1部材2の基材21の移動を抑制するのに好都合なものに設定することができ、受け治具4に対する基材21の移動をより確実に規制することが可能となる。
さらに、本実施形態では、各押圧棒61による押圧力を前記ネジ調整により調整することができるので、第1部材2及び第2部材3の形状や厚さの違いにかかわらず、各押圧棒61から基材21の裏面に付与される押圧力を一定にすることができ、受け治具4に対する基材21の移動をより確実に規制することが可能となる。
なお、この実施形態1において、基材21の裏面であって、振動溶着時に各押圧棒61の押圧部61aが当接する部位に、該押圧部61aの先端部と係合可能な被係合凹部を設けることもできる。こうすることで、係合部としても機能する押圧部61aと基材21の被係合凹部との係合によっても、受け治具4に対する基材21の移動を抑制することができる。
(実施形態2)
図5に示す本実施形態は、各移動抑制手段6が、前記押圧棒61の代わりに、係合棒65を有するものである。
図5に示す本実施形態は、各移動抑制手段6が、前記押圧棒61の代わりに、係合棒65を有するものである。
すなわち、この実施形態では、第1部材2の基材21には、第2部材3の各挿通孔32に対応する位置に、円筒状の被係合部21aが一体に設けられている。また、この実施形態における移動抑制手段6は、係合棒65の基端側が前記連結レバー部64に螺合されている。各係合棒65の先端には、被係合部21aの穴内に挿入して係合可能なテーパ状の係合部65aが設けられている。
したがって、本実施形態では、受け治具4に設けられた移動抑制手段6の係合棒65が、第2部材3に設けられた各挿通孔32を挿通して、該係合棒65の係合部65aと基材21に設けられた被係合部21aとが係合する。こうして受け治具4に設けられた移動抑制手段6の係合棒65の係合部65aと、基材21に設けられた被係合部21aとが係合することで、受け治具4に対する基材21の移動が抑制される。
その他の構成及び作用効果は、前記実施形態1と基本的に同様であるため、その説明を省略する。
1…樹脂接合材 2…第1部材(アウター部材)
3…第2部材(インナー部材) 4…受け治具
5…振動治具 6…移動抑制手段
21…基材 21a…被係合部
22…軟質材 22a…発泡材
22b…表皮材 31…リブ
32…挿通孔 33…凹段部
4a…載置面 51…凸段部
61…押圧棒 61a…押圧部
62…エアシリンダ 65…係合棒
65a…係合部
3…第2部材(インナー部材) 4…受け治具
5…振動治具 6…移動抑制手段
21…基材 21a…被係合部
22…軟質材 22a…発泡材
22b…表皮材 31…リブ
32…挿通孔 33…凹段部
4a…載置面 51…凸段部
61…押圧棒 61a…押圧部
62…エアシリンダ 65…係合棒
65a…係合部
Claims (4)
- 熱可塑性樹脂よりなる基材と該基材上に積層されるとともに一体的に接合された軟質材とを有する第1部材の該基材と、該基材と溶着可能な熱可塑性樹脂よりなる第2部材とを振動溶着により一体的に接合して樹脂接合材を得る樹脂接合材の製造方法であって、
受け治具の載置面に前記軟質材が当接するように該載置面に前記第1部材を載置するとともに、該第1部材の前記基材上に前記第2部材を積層、配置する配置工程と、
振動治具で前記第2部材を加圧しながら加振して、前記第1部材の前記基材と該第2部材とを振動溶着により一体的に接合する接合工程とを備え、
前記接合工程では、移動抑制手段により、前記受け治具に対する前記基材の移動を抑制しつつ、前記振動治具で前記第2部材を加圧しながら加振することを特徴とする樹脂接合材の製造方法。 - 前記移動抑制手段は押圧部を少なくとも一つ有し、前記接合工程では、該押圧部で前記基材を押圧することにより、前記軟質材を介して該基材を前記載置面に押し付けることを特徴とする請求項1記載の樹脂接合材の製造方法。
- 前記移動抑制手段は係合部を少なくとも一つ有するとともに、前記基材は該係合部と係合可能な被係合部を少なくとも一つ有し、前記接合工程では、該係合部を該被係合部に係合させることを特徴とする請求項1又は2記載の樹脂接合材の製造方法。
- 前記第2部材は、前記移動抑制手段の前記押圧部又は前記係合部を挿通させるとともに、前記接合工程における前記第2部材の振動を許容する挿通孔を少なくとも一つ有し、該接合工程では、該押圧部又は該係合部を該挿通孔に挿通させて前記基材に押圧又は前記被係合部に係合させることを特徴とする請求項2又は3記載の樹脂接合材の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2005287531A JP2007098589A (ja) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | 樹脂接合材の製造方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007137030A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Mitsuboshi Belt Kaseihin Kk | 振動溶着構造及び振動溶着方法 |
JP2009166260A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Kanto Auto Works Ltd | 振動溶着装置、および振動溶着方法 |
JP2010105352A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Daikyonishikawa Corp | 樹脂成形品の振動溶着構造 |
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-
2005
- 2005-09-30 JP JP2005287531A patent/JP2007098589A/ja not_active Withdrawn
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