JPH1134169A - 振動溶着装置及び振動溶着方法 - Google Patents

振動溶着装置及び振動溶着方法

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JPH1134169A
JPH1134169A JP19896797A JP19896797A JPH1134169A JP H1134169 A JPH1134169 A JP H1134169A JP 19896797 A JP19896797 A JP 19896797A JP 19896797 A JP19896797 A JP 19896797A JP H1134169 A JPH1134169 A JP H1134169A
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JP
Japan
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jig
vibration welding
pressure sensor
receiving piece
pressing force
Prior art date
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Pending
Application number
JP19896797A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiki Mutou
宜樹 武藤
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相互に溶着接合されるワーク相互の溶着接合
部において発生する圧接力を所定の値となるようにす
る。 【解決手段】 上治具１と下治具３との間にセットされ
たワーク５，７に対し、下治具３を上治具１に向けて押
圧して所定の加圧力を付与した状態で、上治具１を上記
押圧方向と直交する方向に振動させて、溶着接合部９を
摩擦熱によって溶着する。このとき、下治具３の受け駒
１５内に設けた圧力センサ２１によって溶着接合部９に
おける圧接力を検出し、この検出した圧接力が所定の範
囲内にあるかどうかで製品の良否を判定する。

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、相互に対向して
配置される治具相互間に、相互に溶着接合される一対の
ワークをセットし、この一対のワーク相互の溶着接合部
に対し、前記治具によって所定の圧力で加圧した状態で
治具を振動させて前記一対のワーク相互を溶着接合する
振動溶着装置及び振動溶着方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、治具によ
って加圧されるワーク相互の溶着接合部に発生する圧接
力を、所定の値とした状態で溶着接合作業が行えるよう
にすることを目的としている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、相互に対向して配置される治具
相互間に、相互に溶着接合される一対のワークをセット
し、この一対のワーク相互の溶着接合部に対し、前記治
具によって所定の圧力で加圧した状態で治具を振動させ
て前記一対のワーク相互を溶着接合する振動溶着装置に
おいて、前記治具に、この治具による前記ワークに対す
る加圧動作によって発生する前記溶着接合部での圧接力
を検出する圧力センサを設けた構成としてある。
【０００４】このような構成の振動溶着装置によれば、
治具によりワーク相互の溶着接合部を加圧し、このとき
圧力センサは、溶着接合部に発生する圧接力を検出し、
この圧接力が所定の値となっているかどうかを監視して
製品の良否を判定する。
【０００５】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、圧力センサは、ワーク相互の溶着接合部に対
応する位置の治具内に、その検出部が前記ワークに接触
する状態となるよう設置されている構成としてある。
【０００６】上記構成によれば、治具によりワークに対
して加圧動作を行うことで、圧力センサの検出部がワー
クから直接圧力を受け、溶着接合部の局所的な圧接力が
検出される。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１の発明の構成
において、治具は、ワークに接触する受け駒とこの受け
駒が取り付けられる取付板とで構成され、圧力センサ
は、その検出部が前記受け駒に接触する状態となるよう
前記取付板内に設置されている構成としてある。
【０００８】上記構成によれば、治具によりワークに対
して加圧動作を行うことで、圧力センサの検出部が受け
駒から直接圧力を受け、受け駒全体の圧力、すなわちこ
の受け駒が支持しているワーク全体の溶着接合部の圧接
力が検出される。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１の発明の構成
において、圧力センサの検出値に基づいて、あらかじめ
設定された所定の圧接力となるように、ワークに付与す
る加圧力を発生させる加圧力発生手段を制御する制御手
段を設けた構成としてある。
【００１０】上記構成によれば、制御手段は、圧力セン
サが検出した圧力値が、あらかじめ設定された圧接力と
なるよう加圧力発生手段を制御し、これにより溶着接合
部にて所定の圧接力が得られることになる。
【００１１】請求項５の発明は、請求項１の発明の構成
において、治具は、ワークに接触する受け駒とこの受け
駒が取り付けられる取付板とで構成され、圧力センサ
は、ワーク相互の溶着接合部に対応する位置の受け駒内
に、その検出部が前記ワークに接触する状態となるよう
設置され、前記取付板側に、この取付板上に配置した受
け駒をワークに対して接近離反移動させる可動機構を設
け、前記圧力センサの検出値に基づいて、前記可動機構
を動作させる制御手段を設けた構成としてある。
【００１２】上記構成によれば、制御手段は、圧力セン
サが検出した圧力値に基づいて、受け駒をワークに対し
て接近離反する方向に移動させるよう可動機構を制御
し、これにより溶着接合部での圧接力が調整されて所定
の圧接力が得られるものとなる。
【００１３】請求項６の発明は、請求項５の発明の構成
において、受け駒は、ワーク相互の溶着接合部に沿って
複数に分割構成され、この分割された各受け駒に対応し
て圧力センサ及び可動機構をそれぞれ設けた構成として
ある。
【００１４】上記構成によれば、分割された各受け駒そ
れぞれに設けた圧力センサの検出値に基づいて、この各
圧力センサに対応する可動機構を個別に動作させること
で、溶着接合部の広い範囲にわたる圧接力を所定値とす
ることが可能となる。
【００１５】請求項７の発明は、相互に対向して配置さ
れる治具相互間に、相互に溶着接合される一対のワーク
をセットし、この一対のワーク相互の溶着接合部に対
し、前記治具によって所定の圧力で加圧した状態で治具
を振動させて前記一対のワーク相互を溶着接合する振動
溶着方法において、前記治具によるワークに対する加圧
動作によって発生する前記溶着接合部での圧接力を検出
し、その検出圧力に基づいて、あらかじめ設定された圧
接力となるようワークに対する加圧力を補正するものと
してある。
【００１６】上記振動溶着方法によれば、圧力センサに
よって検出されるワーク相互の溶着接合部での圧接力を
監視することで、溶着接合部にて所定の圧接力が得られ
ているかどうかが判定できる。
【００１７】
【発明の効果】請求項１の発明または請求項７の発明に
よれば、ワーク相互の溶着接合部にて発生する圧接力を
圧力センサによって検出するようにしたので、溶着接合
部にて所定の圧接力が得られているかどうかを監視で
き、製品の良否を判定することが可能となる。
【００１８】請求項２の発明によれば、圧力センサを、
ワーク相互の溶着接合部に対応する位置の治具内に、そ
の検出部がワークに接触する状態となるよう設置したの
で、溶着接合部の局所的な圧力を検出でき、例えば圧力
センサの設置位置を圧接不良が発生しやすい位置とする
ことで、圧接力不良の判定を確実に行うことができる。
【００１９】請求項３の発明によれば、圧力センサを、
その検出部が受け駒に接触する状態となるよう取付板内
に設置したので、ワークを支持する受け駒全体の圧力を
検出でき、溶着接合部全体の圧接力不良を判定すること
ができる。
【００２０】請求項４の発明によれば、圧力センサが検
出した圧力値が、あらかじめ設定された圧接力となるよ
う加圧力発生手段を制御するようにしたので、溶着接合
部での圧接力を所定の値とすることができる。
【００２１】請求項５の発明によれば、圧力センサが検
出した圧力値に基づいて、受け駒をワークに対して接近
離反する方向に移動させるようにしたので、溶着接合部
での圧接力の調整が可能となって所定の圧接力を得るこ
とができる。
【００２２】請求項６の発明によれば、分割された各受
け駒それぞれに設けた圧力センサの検出値に基づいて、
この各圧力センサに対応する可動機構を個別に動作させ
るようにしたので、溶着接合部の広い範囲にわたって圧
接力を所定の値とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。
【００２４】図１は、この発明の実施の一形態を示す振
動溶着装置の断面図で、相互に対向して配置される上治
具１と下治具３との間には、相互に溶着接合される樹脂
成形品からなる一対のワーク５，７がそれぞれセットさ
れている。下治具３は、加圧力発生手段を構成する図示
しない昇降機構によって上治具１に対して接近離反する
上下方向に移動可能であり、図１の状態から下方に移動
した状態の下治具３上にワーク５，７をセットする。上
記昇降機構によって下治具３を上昇させることで、セッ
トされたワーク５，７は上下各治具１，３との間で所定
の加圧力を受ける。一方、上治具１は、図示しない振動
発生手段によって図１中で矢印Ｂで示す左右方向に振動
可能であり、この振動により、各ワーク５，７相互の溶
着接合部９を溶着接合する。
【００２５】溶着接合部９は、ワーク５，７の全周にわ
たり形成されており、図２にその拡大図として示すよう
に、上部側のワーク５に突起５ａを備えた凸フランジ５
ｂが、下部側のワーク７に、前記突起５ａの先端が当接
する平面部７ａを備えた凹フランジ７ｂがそれぞれ形成
され、これら突起５ａ及び平面部７ａ相互が溶着接合さ
れることによって、内部に空間１１を有する製品が完成
する。
【００２６】上下各治具１，３は、ワーク５，７の凸フ
ランジ５ｂ，凹フランジ７ｂにおける溶着接合部９と反
対の裏側の面にそれぞれ接触する受け駒１３，１５と、
この受け駒１３，１５をそれぞれ固定保持する取付板１
７，１９とから構成されている。各受け駒１３，１５
は、溶着接合部９に沿って複数に分割されており、この
分割された受け駒１３，１５に、図１のＡ−Ａ断面図で
ある図３に示すように、圧電素子からなる圧力センサ２
１が埋設されている。
【００２７】圧力センサ２１は、センサ押さえピン２３
によって取付板１７，１９に支持されており、先端の検
出部２１ａが、ワーク５，７に接触してワーク５，７が
加圧されるときに、溶着接合部９にて発生するワーク
５，７相互間の圧接力を検出する。この圧力センサ２１
は、上記図３の例で示すように、上治具１側及び下治具
３側のいずれの受け駒１３，１５に設けてもよいが、相
互に対向する受け駒１３，１５の双方に設ける必要はな
い。また、圧力センサ２１は、分割された受け駒１３ま
たは１５のすべてに設けてもよいが、溶着接合部９にて
圧接力不良が発生しやすい部位の受け駒１３または１５
のみに設ける構成としてもよい。
【００２８】上記した振動溶着装置において、ワーク
５，７がセットされた下治具３を上治具１に向けて上昇
させて所定の加圧力にて押し付けると、溶着接合部９に
おける突起５ａと平面部７ａとの間に圧接力が発生し、
この状態で上治具１を、図１中で矢印Ｂで示す左右方
向、図３中では紙面に直交する方向に振動させること
で、突起５ａと平面部７ａとの間に発生する摩擦熱によ
り、ワーク５，７相互が溶着接合される。
【００２９】ここで、射出成形品などの樹脂成形品は、
成形そりが発生するが、特にガラス強化材料（例えばＰ
Ａ６６，ＰＡ６など）はその現象が顕著で、上記した振
動溶着装置における治具との合いが悪く、また寸法ばら
つきも大きいため、治具へのワークセット状態での位置
ばらつきが発生する。このため、治具によりワーク相互
を加圧する際には、上記した溶着接合部９において圧接
力不足あるいは過剰の部分が発生し、圧接力が溶着接合
部９の全周にわたって均一に得られないものとなる。
【００３０】図４は、加圧力（圧接力）と溶着強度との
関係を示したもので、加圧力によって溶着強度（例えば
引張り強度）が変化していることがわかる。したがっ
て、上記したように圧接力が溶着接合部によって異なる
と、溶着強度にばらつきが生じ、製品としての信頼性が
低下するものとなる。
【００３１】このため、 ワーク５，７に加圧力が付与
された状態で、圧力センサ２１により溶着接合部９にお
ける圧接力を検出し、この検出圧力値が、例えばあらか
じめ設定した所定の管理幅内にあるかどうかで、製品の
良否を判定する。これにより不良品を識別して良品のみ
の使用が可能となる。
【００３２】図５は、上記図１〜図３の構成において、
圧力センサ２１の検出値に基づいて、あらかじめ設定さ
れている圧接力に対し、圧接力が不足あるいは過剰とな
っている場合に、ワーク５，７に付与する加圧力を補正
するようにした例を示す制御ブロック図である。すなわ
ち、圧力センサ２１の検出圧力値が制御手段２５に入力
され、制御手段２５は、この入力値に基づいて、圧接力
が不足している場合には、下治具３によるワーク５，７
への加圧力を増大させ、逆に圧接力が過剰となっている
場合には、同加圧力を弱めるべく、加圧力発生手段２７
を動作させる。これにより、溶着接合部９での圧接力を
所定のものとすることができ、溶着強度も適正とするこ
とができ、製品の信頼性が向上する。
【００３３】上記図３に示す例は、圧力センサ２１を上
下各受け駒１３，１５内に埋設して、ワーク５，７の局
所的な圧接力を検出する構成としたものであるが、図６
に示す例は、圧力センサ２１を取付板１９内に埋設し、
その検出部２１ａを受け駒１５の下面に接触させ、これ
により受け駒１５全体に対応する溶着接合部９における
圧接力を検出するようにしたものである。
【００３４】図７に示す例は、受け駒１５内に埋設した
圧力センサ２１の検出値に基づいて、取付板１９に設け
た可動機構２９によって受け駒１５を上下に移動させて
圧接力を調整可能とする構成としたものである。可動機
構２９は、取付板１９に形成した空間３１内を左右方向
に移動可能なカム３３と、このカム３３のカム面３３ａ
に傾斜面３５ａが摺接可能で上端が受け駒１５に固定さ
れるリフタピン３５と、取付板１９の側面に固定され、
前記カム３３を左右方向に移動させる油圧シリンダなど
の駆動源３７とで構成されている。駆動源３７とカム３
３とはロッド３９によって連結されている。なお、図中
で、符号４１はリフタピン３５が上下する際のガイド
で、同４３は、受け駒１５の同ガイドである。
【００３５】上記図７において、圧力センサ２１の検出
値は、制御手段４３に入力され、制御手段４３は、この
入力値に基づいて、圧接力が不足している場合には、カ
ム３３を図中で左方向に移動させるべく駆動源３７を動
作させ、これによりリフタピン３５が上昇し、これに伴
い受け駒１５が上方に押圧されて、不足している圧接力
が補われる。逆に圧接力が過剰となっている場合には、
カム３３を図中で右方向に移動させるべく駆動源３７を
動作させ、これによりリフタピン３５が下降し、これに
伴い受け駒１５も下降して過剰となっている圧接力を減
少させる。
【００３６】このようにして、圧力センサ２１を設けた
受け駒１５に対応する溶着接合部９での圧接力を調整で
き、溶着接合部９での圧接力を所定のものとすることが
でき、溶着強度も適正となって製品の信頼性が向上す
る。
【００３７】上記図７における圧力センサ２１と可動機
構２９は、圧接力不良が発生しやすい部位のみに設けて
もよく、また分割された受け駒１５すべてに対応して設
けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す振動溶着装置の
断面図である。
【図２】図１の溶着接合部を拡大して示した断面斜視図
である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】加圧力と溶着強度との相関図である。
【図５】この発明の他の実施の形態を示す振動溶着装置
の制御ブロック図である。
【図６】この発明のさらに他の実施の形態を示す振動溶
着装置の簡略化した断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施の形態を示す振動溶
着装置の簡略化した断面図である。
【符号の説明】 １ 上治具 ３ 下治具 ５，７ ワーク ９ 溶着接合部 １３，１５ 受け駒 １７，１９ 取付板 ２１ 圧力センサ ２１ａ 検出部 ２５ 制御手段 ２７ 加圧力発生手段 ２９ 可動機構 ４３ 制御手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相互に対向して配置される治具相互間
    に、相互に溶着接合される一対のワークをセットし、こ
    の一対のワーク相互の溶着接合部に対し、前記治具によ
    って所定の圧力で加圧した状態で治具を振動させて前記
    一対のワーク相互を溶着接合する振動溶着装置におい
    て、前記治具に、この治具による前記ワークに対する加
    圧動作によって発生する前記溶着接合部での圧接力を検
    出する圧力センサを設けたことを特徴とする振動溶着装
    置。
  2. 【請求項２】 圧力センサは、ワーク相互の溶着接合部
    に対応する位置の治具内に、その検出部が前記ワークに
    接触する状態となるよう設置されていることを特徴とす
    る請求項１記載の振動溶着装置。
  3. 【請求項３】 治具は、ワークに接触する受け駒とこの
    受け駒が取り付けられる取付板とで構成され、圧力セン
    サは、その検出部が前記受け駒に接触する状態となるよ
    う前記取付板内に設置されていることを特徴とする請求
    項１記載の振動溶着装置。
  4. 【請求項４】 圧力センサの検出値に基づいて、あらか
    じめ設定された所定の圧接力となるように、ワークに付
    与する加圧力を発生させる加圧力発生手段を制御する制
    御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の振動溶
    着装置。
  5. 【請求項５】 治具は、ワークに接触する受け駒とこの
    受け駒が取り付けられる取付板とで構成され、圧力セン
    サは、ワーク相互の溶着接合部に対応する位置の受け駒
    内に、その検出部が前記ワークに接触する状態となるよ
    う設置され、前記取付板側に、この取付板上に配置した
    受け駒をワークに対して接近離反移動させる可動機構を
    設け、前記圧力センサの検出値に基づいて、前記可動機
    構を動作させる制御手段を設けたことを特徴とする請求
    項１記載の振動溶着装置。
  6. 【請求項６】 受け駒は、ワーク相互の溶着接合部に沿
    って複数に分割構成され、この分割された各受け駒に対
    応して圧力センサ及び可動機構をそれぞれ設けたことを
    特徴とする請求項５記載の振動溶着装置。
  7. 【請求項７】 相互に対向して配置される治具相互間
    に、相互に溶着接合される一対のワークをセットし、こ
    の一対のワーク相互の溶着接合部に対し、前記治具によ
    って所定の圧力で加圧した状態で治具を振動させて前記
    一対のワーク相互を溶着接合する振動溶着方法におい
    て、前記治具によるワークに対する加圧動作によって発
    生する前記溶着接合部での圧接力を検出し、その検出圧
    力に基づいて、あらかじめ設定された圧接力となるよう
    ワークに対する加圧力を補正することを特徴とする振動
    溶着方法。
JP19896797A 1997-07-24 1997-07-24 振動溶着装置及び振動溶着方法 Pending JPH1134169A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004156553A (ja) * 2002-11-07 2004-06-03 Denso Corp タンク一体型シュラウド、その製造方法およびその製造治具
JP2005231078A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Denso Corp 振動溶着装置
US8083270B2 (en) 2008-04-07 2011-12-27 Hyundai Motor Company Safety hook structure for hood
JP2012006303A (ja) * 2010-06-25 2012-01-12 Polyplastics Co 溶着条件の決定方法

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