JP5063466B2 - 車両用成形品の取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等のインストルメントパネルの樹脂コア材裏面に、樹脂製の成形品を重ねて振動溶着することにより取り付ける車両用成形品の取り付け構造に関する。

従来、自動車等の車両には、樹脂により成形された成形品が多く使用されており、例えば車室内の前部に設置されたインストルメントパネルは、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂をインジェクション成形することにより成形されている。

またインストルメントパネルの内側には、エアコンデショナ（エアコン）により調和された空気を車室内へ吹き出すダクトや、小物類を収納するグローブボックス等の成形品が設けられており、これら成形品は、インストルメントパネルと同様な樹脂によりインジェクション成形やブロー成形により成形されたものが使用されている(例えば、特許文献１参照)。
特開２００６−２９８１５５号公報

そして、成形品をインストルメントパネルへ取付ける工程では、成形品に設けられたブラケットの溶着面をインストルメントパネルの樹脂コア材表面に当接させた状態で両者を振動させ、溶着面に発生した摩擦熱により当該溶着面を溶融させて溶着する振動溶着により、インストルメントパネルの樹脂コア材表面に成形品を取り付けている。

かかる樹脂成形品を、振動溶着によりインストルメントパネルの樹脂コア材表面に取り付ける成形品の取り付け構造は、リベット等の止着手段を使用せずに大型の成形品を取り付けることが可能なことから、部品コストの低減が図れる上、インストルメントパネルと同材質の樹脂により成形品を成形することにより、異なる種類の樹脂が含まれることがないため、リサイクルも容易となる等の効果が得られる。

しかし、ダクトのような成形品を、樹脂製ブラケットによりインストルメントパネルの樹脂コア材表面に振動溶着により取り付ける場合、次のような問題がある。

すなわち成形品より突設したブラケットをインストルメントパネルの樹脂コア材表面に当接した状態で両者を振動溶着した場合、溶着後溶着部の溶着状態が外側から目視により検査することができないため、溶着不良が発生した場合にその特定が困難である。

このため従来では、インストルメントパネルへ成形品を振動溶着した後、抜き取り検査で溶着部の溶着状態を検査しているが、検査方法が溶着部を切断して検査する破壊検査となるため、検査した成形品はスクラップとして処理しなければならず、製品が無駄になる上、スクラップ化した成形品を処理するのに費用がかかることから、製品コストを低減できない等の問題があった。

本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、振動溶着した個所の溶着状態が目視により確実に検査することができる車両用成形品の取り付け構造を提供することを目的とするものである。

本発明の車両用成形品の取り付け構造は、インストルメントパネルの樹脂コア材裏面に、樹脂製の成形品を重ねて振動溶着することにより取り付ける成形品の取り付け構造であって、前記インストルメントパネルに対向する溶着面の裏面に、溶着により状態変化して溶着状態を表示可能な溶着状態検知手段を設けたものである。

前記構成により、溶着部に設けられた溶着状態検知手段を目視するだけで、振動溶着が確実に行われたかを表示可能にできるため、振動溶着部を破壊せずに溶着状態の検査が行えるようになり、これによって成形品が検査後スクラップになることがないため、製品コストの低減が図れると共に、検査によりスクラップ化した成形品を処理する費用も不要となるため経済的である。

本発明の車両用成形品の取り付け構造における成形品は、空気通路と、空気通路の外周面から突設された複数のブラケットを有するダクトであって、インストルメントパネルの樹脂コア材表面とブラケットに形成された取り付け座における溶着面とを振動溶着ことにより取り付けると共に、インストルメントパネルに対向する前記溶着面の裏面に、溶着により状態変化して溶着状態を表示可能な溶着状態検知手段を設けるようにしてもよい。

前記構成により、溶着部に設けられた溶着状態検知手段を目視するだけで、振動溶着が確実に行われたかを表示可能にできるため、振動溶着部を破壊せずに溶着状態の検査が行えるようになり、特にダクトのような大型の成形品が検査後スクラップになることがないため、製品コストの低減が図れると共に、検査によりスクラップ化した成形品を処理する費用も不要となるため経済的である。

また破壊検査による溶着状態を検査する必要がなくなり、製造工程内において目視による検査が可能となるために、製造工程内での品質保証を全うすることができる。

本発明の車両用成形品の取り付け構造は、溶着状態検知手段を、インストルメントパネルの樹脂コア材表面に突設された突起と、取り付け座に形成された薄肉部とから形成し、かつ取り付け座の溶着面に突設された溶着リブの高さが振動溶着により減少するのを利用して突起が前記薄肉部を突き破り、薄肉部より突出する前記突起の突出量により溶着状態を表示可能にするようにしてもよい。

前記構成により、取り付け座の下側から薄肉部より突出した突起の突出高さを目視により確認するか、これを更に確実にするためにノギス等の計測手段を使用して測定することにより、溶着状態の検査が可能となるため、製造工程内での品質保証を全うすることができる上、溶着部の検査作業が短時間で能率よく行えるようになる。

本発明の車両用成形品の取り付け構造は、溶着状態検知手段を、インストルメントパネルの樹脂コア材表面に突設された突起と、取り付け座に形成された薄肉部とから形成し、かつ取り付け座の溶着面に突設された溶着リブの高さが振動溶着により減少するのを利用して突起により薄肉部を擦ることにより薄肉部を白化させ、薄肉部の白化状態により溶着状態を表示可能にするようにしてもよい。

前記構成により、取り付け座の下側から薄肉部の白化状態を目視により確認することにより、溶着が確実に行えたかが表示可能にすることができるため、製造工程内での品質保証を全うすることができる上、溶着部の検査作業が短時間で能率よく行えるようになる。

本発明の車両用成形品の取り付け構造は、成形品をブロー成形により成形したものである。

前記構成により、高価で精度の高い金型を使用せずに成形品が得られるため、製品のコスト低減が図れるようになる。

本発明の車両用成形品の取り付け構造によれば、溶着部に設けられた溶着状態検知手段を目視するだけで、振動溶着が確実に行われたかを表示可能にできるため、振動溶着部を破壊せずに溶着状態の検査が行えるようになり、これによって成形品が検査後スクラップになることがないため、製品コストの低減が図れると共に、検査によりスクラップ化した成形品を処理する費用も不要となるため経済的である。

本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。

図１はダクトからなる成形品の斜視図、図２は図１のＡ円内の拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は振動溶着の工程を示す説明図、図５は同拡大図、図６は溶着状態検知手段の断面図である。

図１は、仮想線で示すインストルメントパネル１の樹脂コア材表面にダクトからなる成形品２を、振動溶着により取り付けた状態示すもので、インストルメントパネル１は、図示しない車両の車室前部に設置されている。

インストルメントパネル１は、全体が例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂により一体成形されており、成形方法としてはインジェクション成形や、ブロー成形が採用されている。

インストルメントパネル１の内側に取り付けられた成形品２は、図示しないエアコンにより調和された空気を車室内へ吹き出すもので、車室側の中央に例えば２個所、両側に各１個所の計４個所に空気吹き出し口２ａ，２ｂが開口されており、各空気吹き出し口２ａ，２ｂには、吹き出される空気の風向や風量を調整するルーバ（図示せず）が取り付けられている。

各空気吹き出し口２ａ，２ｂには、角筒状の空気通路２ｃがそれぞれ接続されていて、これら空気通路２ｃを介してエアコンより空気が空気吹き出し口２ａ，２ｂへ送風されるようになっている。

成形品２は、３次元に屈折する複雑な形状の空気通路２ｃを有しており、インストルメントパネル１と同様な樹脂によりブロー成形されている。

また成形品２の空気通路２ｃの途中には、成形品２をインストルメントパネル１の樹脂コア材表面に取り付けるためのブラケット３が一体成形されている。

ブラケット３は図２に示すように、空気通路２ｃの外周面に複数個所突設された腕部３ａと、腕部３ａの先端に設けられた取り付け座３ｂとからなり、取り付け座３ｂの角度は、インストルメントパネル１樹脂コア材表面の取り付け位置とほぼ同じ角度に設定されている。

一方成形品２は、空気通路２ｃが中空形状となっているため、ブロー成形により空気通路２ｃ部分の一体成形は比較的容易だが、空気通路２ｃの外周面に突設された複数のブラケット３は、通常のブロー成形では欠肉が発生しやすい。

そこでブラケット３部分は、部分的にブローしながら成形する、所謂潰し工程により成形しているが、通常のブロー成形でも成形が可能な形状の場合は、潰し工程を省略しても勿論よい。

成形品２をインストルメントパネル１の樹脂コア材表面に取り付けるブラケット３は、溶着面を構成する取り付け座３ｂ面に複数の溶着リブ３ｃが突設されている。

これら溶着リブ３ｃは、振動溶着する際の振動方向または振動方向と直交する方向へ間隔を存して突設されていて、断面がほぼ台形となっており、振動溶着時に上面がインストルメントパネル１とも摩擦熱により溶融するようになっている。

また複数の溶着リブ３ｃのうち中央に位置する溶着リブ３ｃは、中央部に切り欠き３ｄが形成されていて、この切り欠き３ｄが位置する取り付け座３ｂの裏面には、例えば角形の凹部３ｅが形成されており、溶着リブ３ｃが形成された取り付け座３ｂの肉厚が２ｍｍ〜４ｍｍ程度であるのに対し、切り欠き３ｄが設けられた部分は、凹部３ｅを設けることによって肉厚が０．２ｍｍ程度の薄肉部４ａとなっている。

そしてブラケット３の取り付け座３ｂが当接するインストルメントパネル１の樹脂コア材表面には、溶着リブ３ｃの切り欠き３ｄと合致する位置に円錐または角錐状の突起４ｂが突設されている。

突起４ｂは、インストルメントパネル１樹脂コア材表面から先端までの高さがＨ１となっており、取り付け座３ｂの上面から溶着リブ３ｃの先端までの高さＨ２とほぼ同じ高さとなっていて、この突起４ｂと取り付け座３ｂに形成された薄肉部４ａとにより溶着状態検知手段４が形成されている。

次に前記構成された車両用成形品の取り付け構造の作用を説明すると、インストルメントパネル１は、インジェクション成形等で成形し、ダクト等の成形品２は、ブロー成形により成形する。

次にインストルメントパネル１の樹脂コア材表面に成形品２を取り付けるため、インストルメントパネル１樹脂コア材表面の所定位置に成形品２を位置決めした状態で、両者を振動溶着機（図示せず）に図４に示すようにセットする。

このとき図５に示すように、インストルメントパネル１樹脂コア材表面の所定位置に取り付け座３ｂの上面に突設された溶着リブ３ｃの上面が密着するが、同時に溶着リブ３ｃの高さＨ２とほぼ同じ高さＨ１に形成された溶着状態検知手段４の突起４ｂ先端が、取り付け座３ｂ側の薄肉部４ａ上面に当接された状態となる。

この状態から振動溶着機によりインストルメントパネル１と成形品２を相対方向へ振動させて両者の振動溶着を開始すると、溶着リブ３ｃの上面及びインストルメントパネル１の樹脂コア材表面が摩擦熱により溶融されて、溶着リブ３ｃの高さＨ２が除々に減少するのに伴い、インストルメントパネル１の樹脂コア材表面に突設された突起４ｂは、高さＨ１を維持したまま取り付け座３ｂ側の薄肉部４ａを図６に示すように突き破って、取り付け座３ｂの下面側へ突出する。

すなわち溶着リブ３ｃが溶融して高さＨ２が減少した分、突起４ｂの先端が薄肉部４ａの下面側へ突出することになり、溶着により状態変化したことになる。

以上のようにしてインストルメントパネル１と、成形品２の複数個所に突設したブラケット３を同時に振動溶着したら、溶着部の硬化を待ってインストルメントパネル１と成形品２が一体化された製品を振動溶着機より取り外し、振動溶着を終了する。

その後振動溶着が確実に行われたかを検査するため、製品を反転した状態で取り付け座３ｂの下側から薄肉部４ａより突出した突起４ｂの突出高さＨ３を目視により確認するか、これを更に確実にするためにノギス等の計測手段を使用して突起４ｂの突出高さＨ３を測定するようにしてもよい。

薄肉部の下面より突出した突起４ｂの高さＨ３は、溶着リブ３ｃの溶融により減少した高さとほぼ一致するので、予め閾値を設定して、この閾値を突起４ｂの突出高さＨ３が超えた場合は、振動溶着が確実に表示可能にすることにより、振動溶着部を破壊せずに溶着状態の検査が行えるため、検査後製品がスクラップになることがない。

また破壊検査による溶着状態を検査する必要がなくなり、製造工程内において目視による検査が可能となるために、製造工程内での品質保証を全うすることができる。

なお前記実施の形態では、溶着状態検知手段４をインストルメントパネル１の樹脂コア材表面に突設した突起４ｂにより取り付け座３ｂ側の薄肉部４ａを突き破り、薄肉部４ａより突出した突起４ｂの突出量により溶着状態を表示するようにしたが、図７に示す変形例のようにして溶着状態を表示可能にするようにしてもよい。

図７に示す変形例では、取り付け座３ｂ側に形成した薄肉部４ａの肉厚を、突起４ｂでは突き破れない程度の厚さに設定し、インストルメントパネル１の樹脂コア材表面に突設した突起４ｂは、前記実施の形態とほぼ同様なものにしてある。

これによって振動溶着を開始すると、振動により突起４ｂが薄肉部４ａの表面を擦り始めるため、溶着により状態変化して、薄肉部４ａが白化を始める。

そして振動溶着が進行し、溶着リブ３ｃの高さＨ２が減少するのに伴い突起４ｂと薄肉部４ａの接触面圧が上昇するため、薄肉部４ａの白化がさらに進む。

以上のようにしてインストルメントパネル１と、成形品２の複数個所に突設したブラケット３を同時に振動溶着したら、溶着部の硬化を待ってインストルメントパネル１と成形品２が一体化された製品を振動溶着機より取り外し、振動溶着を終了する。

その後振動溶着が確実に行われたかを検査するため、製品を反転した状態で取り付け座３ｂの下側から薄肉部４ａを目視により確認し、薄肉部４ａの白化状態、例えば白化面積等により溶着状態を表示可能にしている。

すなわち薄肉部４ａの白化面積が少なければ溶着状態が不十分であり、薄肉部４ａの白化が進んで白化面積が大きくなっていれば溶着状態は十分であると判定することができ、前記実施の形態と同様に、振動溶着部を破壊せずに溶着状態の検査が行えるため、検査後製品がスクラップになることがないと共に、破壊検査による溶着状態を検査する必要がなくなり、製造工程内において目視による検査が可能となるために、製造工程内での品質保証を全うすることができる。

なお前記実施の形態では、成形品２をブロー成形したダクトの場合について説明したが、インストルメントパネル１の内側に取り付けるグローブボックスのような成形品でもよく、インジェクション成形した成形品にも適用できるものである。

本発明の車両用成形品の取り付け構造は、溶着部に設けられた溶着状態検知手段を目視するだけで、振動溶着が確実に表示可能とすることができるため、自動車等のインストルメントパネルに、ダクトのような樹脂成形品を振動溶着により取り付ける車両用成形品の取り付け構造等に好適である。

本発明の実施の形態になる車両用成形品の取り付け構造を示す斜視図である。 図１のＡ円内の拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の実施の形態になる車両用成形品の取り付け構造の振動溶着工程を示す説明図である。 本発明の実施の形態になる車両用成形品の取り付け構造の振動溶着工程を示す拡大図である。 本発明の実施の形態になる車両用成形品の取り付け構造に採用した溶着状態検知手段を示す断面図である。 本発明の実施の形態になる車両用成形品の取り付け構造に採用した溶着状態検知手段の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル
２ 成形品
２ｃ 空気通路
３ ブラケット
３ｂ 取り付け座
３ｃ 溶着リブ
４ 溶着状態検知手段
４ａ 薄肉部
４ｂ 突起

Claims (5)

1. インストルメントパネルの樹脂コア材裏面に、樹脂製の成形品を重ねて振動溶着することにより取り付ける成形品の取り付け構造であって、前記インストルメントパネルに対向する溶着面の裏面に、溶着により状態変化して溶着状態を表示可能な溶着状態検知手段を設けたことを特徴とする車両用成形品の取り付け構造。
2. 前記成形品は、空気通路と、前記空気通路の外周面から突設された複数のブラケットを有するダクトであって、前記インストルメントパネルの樹脂コア材表面と前記ブラケットに形成された取り付け座における溶着面とを振動溶着ことにより取り付けると共に、前記インストルメントパネルに対向する前記溶着面の裏面に、溶着により状態変化して溶着状態を表示可能な溶着状態検知手段を設けてなる請求項１に記載の車両用成形品の取り付け構造。
3. 前記溶着状態検知手段を、前記インストルメントパネルの樹脂コア材表面に突設された突起と、前記取り付け座に形成された薄肉部とから形成し、かつ前記取り付け座の前記溶着面に突設された溶着リブの高さが振動溶着により減少するのを利用して前記突起が前記薄肉部を突き破り、前記薄肉部より突出する前記突起の突出量により溶着状態を表示可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の車両用成形品の取り付け構造。
4. 前記溶着状態検知手段を、前記インストルメントパネルの樹脂コア材表面に突設された突起と、前記取り付け座に形成された薄肉部とから形成し、かつ前記取り付け座の溶着面に突設された溶着リブの高さが振動溶着により減少するのを利用して前記突起により前記薄肉部を擦ることにより前記薄肉部を白化させ、前記薄肉部の白化状態により溶着状態を表示可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の車両用成形品の取り付け構造。
5. 前記成形品をブロー成形により成形してなる請求項１ないし４の何れかに記載の車両用成形品の取り付け構造。