(57)【要約】【課題】芯材の開孔周縁部に表皮の折り返し端部を簡単に超音波融着することができる合成樹脂成形品の表皮接合方法および表皮接合装置の提供を図る。【解決手段】芯材６の表皮７に設定された折り返し部７Ａは、治具１１上にセットされた該芯材６の他側面側で複数の可動分割コマ１４を芯材６の開孔４Ａの径外方向に移動させることにより、各押え片１６により開孔４Ａの径外方向に折り返されると共に、各押え片１６と開孔４Ａの周縁部とにより押圧されて折り返し方向に延伸して固定され、この状態で折り返し端部が芯材６の他側面に超音波融着される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開孔を有する芯材の一側面に張設された表皮の前記開孔に相当する部分を折り返し部として、該折り返し部を前記開孔の周縁を巻き込んで芯材の他側面に折り返し、その折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する方法であって、
前記芯材の開孔縁部に係合する環状の位置決め部を有する治具を用いて、前記表皮を治具側に向けて芯材の開孔を前記位置決め部に嵌合し、該芯材を治具上にセットする工程と、
先端に略水平な押え片を有する複数の可動分割コマを前記治具の下側から前記位置決め部の中心部分の開窓部に挿入し、各可動分割コマを開孔の径外方向に作動して各押え片により表皮の折り返し部を前記開孔の径外方向に折り返して延伸し、該開孔周縁を巻き込んでその折り返し端部を芯材の他側面側で開孔周縁部に押え付ける工程と、
前記各可動分割コマの押え片にそれぞれ設けられた作業孔を通して、前記折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する工程と、を含むことを特徴とする合成樹脂成形品の表皮接合方法。
【請求項２】
開孔を有する芯材の一側面に張設された表皮の前記開孔に相当する部分を折り返し部として、該折り返し部を前記開孔の周縁を巻き込んで芯材の他側面に折り返し、その折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する装置であって、
上下方向に貫通した開窓部を有し、該開窓部の上面側周縁に前記芯材の開孔に嵌合係止可能な環状の位置決め部が突設され、前記芯材の表皮を下側にして前記開孔を該位置決め部に嵌合係止することにより該芯材を定置可能な治具と、
前記治具の開窓部に上下方向および径方向に移動可能に配設された複数の可動分割コマと、
前記可動分割コマを上下方向および径方向に作動する駆動機構と、
前記表皮の折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する超音波振動発生装置と、を備え、
前記可動分割コマは、脚部の上端に略水平に曲折成形された押え片と、該押え片に上下方向に貫通して形成され、前記超音波振動発生装置の振動接触子が挿通可能な作業孔を有し、該押え片が前記芯材の開孔をくぐり抜けた位置で該開孔の径外方向に作動されることにより、前記表皮の折り返し部を該開孔の径外方向に折り返して延伸し、該開孔周縁を巻き込んでその折り返し端部を芯材の他側面側に押圧固定可能とされていることを特徴とする合成樹脂成形品の表皮接合装置。
【請求項３】
前記可動分割コマの押え片は、前記治具の開窓部に径内方向に移動された集合状態で、その集合外径が前記芯材の開孔径よりもやや小径となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の合成樹脂成形品の表皮接合装置。
【請求項４】
前記可動分割コマの押え片には、表皮の牽引手段が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の合成樹脂成形品の表皮接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合成樹脂材からなる芯材の一側面に、これと相溶性を有する表皮を張設した合成樹脂成形品を形成する場合に、前記芯材に設けられた開孔の周縁に前記表皮を巻き込んで芯材の他側面側に折り返し、その折り返し端部を該芯材の他側面に超音波融着して接合する合成樹脂成形品の表皮接合方法および表皮接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は合成樹脂成形品としての自動車用サンバイザー（以下、単にサンバイザーと称する）を示しており、該サンバイザー１はサンバイザー本体２と、該サンバイザー本体２を車室内ルーフに装着するサンバイザーブラケット３を備えている。
【０００３】
前記サンバイザーブラケット３は、図外のルーフ構成部材に締結固定されるベース部３Ａと、該ベース部３Ａに一端が略水平方向に回動可能に連結された丸棒状の支持バー３Ｂと、を備え、前記サンバイザー本体２はその上端部分が前記支持バー３Ｂにその軸心周りに回動可能に連結されている。
【０００４】
また、このサンバイザー本体２の前記ベース部３Ａとは反対側の端部上縁には略半円状の切欠部４が形成され、この切欠部４の上縁部に跨って前記支持バー３Ｂの略延長上に係止バー５が設けられていて、この係止バー５が前記ルーフ構成部材に配設された図外のホルダー部材に係脱可能に保持されるように構成されている。
【０００５】
前記サンバイザー本体２は、図７に示すように、薄肉のヒンジ部８を中心に線対称に連設された一対の合成樹脂材からなる板状の芯材６，６と、これら芯材６，６の表面を覆って張設された一枚の表皮７とで構成されている。
【０００６】
前記表皮７は、芯材６と相溶性を有する合成樹脂シートで構成され、その周縁部を前記芯材６，６の周縁部を巻き込んで該芯材６，６の裏面に折り返し、その折り返し端部を図外の超音波振動発生装置により例えば線状に該芯材６，６の裏面に超音波融着して接合されている。
【０００７】
前記芯材６，６の前記切欠部４に相当する部分には、前記ヒンジ部８を跨いで略円形の開孔４Ａが形成され、前記表皮７の該開孔４Ａに相当する部分は折り返し部７Ａとして、その略中心部に放射状の切り込みを入れて芯材６，６の裏面側に折り返し、開孔４Ａの周縁を巻き込んだ状態でその折り返し端部を芯材６，６の裏面に前述と同様に超音波振動発生装置により超音波融着して接合して端末処理を行うようにしている。
【０００８】
前記サンバイザーブラケット３の支持バー３Ｂおよび係止バー５は、芯材６，６の裏面にそれぞれ前記ヒンジ部８の近傍に設けられた複数個のバーホルダー９に係脱可能に、かつ、回動可能に係着保持され、前記芯材６，６を前記ヒンジ部８で２つ折りにして、それらの裏面に突設したファスナー部（クリップ部）１０相互を係着することにより、前記支持バー３Ｂおよび係止バー５を前記芯材６，６で挟み込んだ状態で組付けた図６に示す如きサンバイザー１が構成される。図６中、２Ａはバニティミラーを示す。
【０００９】
前記表皮７の芯材６，６に対する超音波融着の類似技術は、例えば特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３００２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記表皮７の折り返し部７Ａを芯材６の開孔４Ａから芯材６，６の裏面側に折り返し、開孔４Ａの周縁を巻き込んだ状態でその折り返し端部を芯材６，６の裏面に超音波融着する場合、サンバイザー本体２の表面側に前記切欠部４の周縁で表皮７の弛みやしわ等が発生することがないように、前記折り返し部７Ａの端部を開孔４Ａの径外方向に指で引っ張った状態にして、手作業により超音波融着しなければならず、開孔４Ａが比較的に小径であることも加わり接合作業が非常に難しくなってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は芯材の開孔周縁部に表皮の折り返し端部を簡単に超音波融着することができて、作業性を大幅に改善することができると共に、融着作業の自動化を図ることができる合成樹脂成形品の表皮接合方法および表皮接合装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の合成樹脂成形品の表皮接合方法は、開孔を有する芯材の一側面に張設された表皮の前記開孔に相当する部分を折り返し部として、該折り返し部を前記開孔の周縁を巻き込んで芯材の他側面に折り返し、その折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する方法であって、前記芯材の開孔縁部に係合する環状の位置決め部を有する治具を用いて、前記表皮を治具側に向けて芯材の開孔を前記位置決め部に嵌合し、該芯材を治具上にセットする工程と、先端に略水平な押え片を有する複数の可動分割コマを前記治具の下側から前記位置決め部の中心部分の開窓部に挿入し、各可動分割コマを開孔の径外方向に作動して各押え片により表皮の折り返し部を前記開孔の径外方向に折り返して延伸し、該開孔周縁を巻き込んでその折り返し端部を芯材の他側面側で開孔周縁部に押え付ける工程と、前記各可動分割コマの押え片にそれぞれ設けられた作業孔を通して、前記折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する工程と、を含むことを主要な特徴としている。
【００１４】
また、本発明の合成樹脂成形品の表皮接合装置は、開孔を有する芯材の一側面に張設された表皮の前記開孔に相当する部分を折り返し部として、該折り返し部を前記開孔の周縁を巻き込んで芯材の他側面に折り返し、その折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する装置であって、上下方向に貫通した開窓部を有し、該開窓部の上面側周縁に前記芯材の開孔に嵌合係止可能な環状の位置決め部が突設され、前記芯材の表皮を下側にして前記開孔を該位置決め部に嵌合係止することにより該芯材を定置可能な治具と、前記治具の開窓部に上下方向および径方向に移動可能に配設された複数の可動分割コマと、前記可動分割コマを上下方向および径方向に作動する駆動機構と、前記表皮の折り返し端部を芯材の他側面に超音波融着する超音波振動発生装置と、を備え、前記可動分割コマは、脚部の上端に略水平に曲折成形された押え片と、該押え片に上下方向に貫通して形成され、前記超音波振動発生装置の振動接触子が挿通可能な作業孔を有し、該押え片が前記芯材の開孔をくぐり抜けた位置で該開孔の径外方向に作動されることにより、前記表皮の折り返し部を該開孔の径外方向に折り返して延伸し、該開孔周縁を巻き込んでその折り返し端部を芯材の他側面側に押圧固定可能とされていることを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の合成樹脂成形品の表皮接合方法および装置によれば、芯材の表皮に設定された折り返し部は、治具上にセットされた芯材の他側面側で複数の可動分割コマを該芯材の開孔の径外方向に移動させることにより、該可動分割コマの各押え片により開孔の径外方向に折り返されると共に、各押え片と開孔の周縁部とにより押圧されて前記折り返し方向に延伸して固定され、この延伸した状態で折り返し端部を芯材の他側面側に超音波融着することができる。
【００１６】
これにより、作業者が前記表皮の折り返し端部を指で引っ張りながら手作業で超音波融着する煩わしさがなく、該折り返し端部の超音波融着作業を簡単に行えると共に、該超音波融着作業の自動化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の方法を実施する表皮接合装置の一実施形態を示す略示的断面説明図。
【図２】芯材を治具上にセットした状態を示す平面図。
【図３】図１に示した装置による表皮の接合態様を（Ａ）〜（Ｄ）の工程順に示す略示的断面説明図。
【図４】可動分割コマの駆動機構による作動を表皮の接合態様に合わせて（Ａ）〜（Ｃ）の工程順に示す略示的断面説明図。
【図５】可動分割コマの押え片の異なる例を示す平面図。
【図６】合成樹脂成形品の一例として示すサンバイザーの正面図。
【図７】図６に示したサンバイザーの展開裏面の構造を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００１９】
図１，図２は本発明の表皮接合方法に用いられる表皮接合装置の一実施形態を示している。
【００２０】
本実施形態では、一例として図６，図７に示したサンバイザー本体２の芯材６の表皮７を、該芯材６に設けられた開孔４Ａを通して芯材６の裏面側に折り返し、その折り返し端部を該芯材６の裏面に超音波融着して接合する場合について述べるものとする。
【００２１】
図１，図２に示す表皮接合装置は、一側面（表面）に表皮７が張設された合成樹脂製の芯材６を定置する治具１１と、該治具１１に設けられた後述の開窓部１２に上下方向および径方向に移動可能に配設された複数の分割可動コマ１４と、を備えている。
【００２２】
前記治具１１は、上下方向に貫通した開窓部１２を有し、該開窓部１２の上面側周縁に前記芯材６の開孔４Ａに嵌合係止可能な環状の位置決め部１３が突設されていて、前記芯材６の表皮７を下側にして前記開孔４Ａを該位置決め部１３に嵌合係止することにより、該芯材６を治具１１上に定置可能とされている。
【００２３】
前記芯材６の開口４Ａは、図７に示すように薄肉のヒンジ部８を境に線対称に一体に連設成形された一対の芯材６，６に前記ヒンジ部８を跨いで形成され、これら芯材６，６をヒンジ部８で２つ折りに畳んで図６に示すサンバイザー１を構成した場合に、２つ折りにされた開孔４Ａの孔縁同士が突き合わされて略半円状の切欠部４が構成されるように、該芯材６の裏面側に向けてラッパ状にフランジアップした形状に形成されている。
【００２４】
従って、この実施形態では前記治具１１の開窓部１２の上面側周縁に設けられた位置決め部１３は、前記芯材６の開孔４Ａのラッパ形状に合致する弯曲した外周面を持つテーパ形状に突設されている。
【００２５】
前記芯材６の表面に張設された表皮７は、該芯材６と相溶性を有する合成樹脂シートからなり、前述のように該表皮７の周縁部を芯材６の裏面側に折り返し、該芯材６の周縁を巻き込んでその折り返し端部が芯材６の裏面に例えば線状に超音波融着されている。
【００２６】
この表皮７の、前記芯材６の開孔４Ａに相当する部分は折り返し部７Ａとして設定され、該折り返し部７Ａの中心部分には放射状の切り込みが設けられて、前記開孔４Ａから芯材６の裏面側に折り返し易いようにされている。
【００２７】
これにより、前記芯材６をその表皮７を治具１１側に向けて芯材６の開孔４Ａを前記位置決め部１３に嵌合係止して該治具１１上にセット（定置）すると、その過程で前記表皮７の折り返し部７Ａが位置決め部１３によりその弯曲した外周面に沿って前記開孔４Ａ内に突き上げられると共に、該開孔４Ａの周囲のラッパ形状の弯曲面に馴染んで密着可能となる。
【００２８】
一方、前記可動分割コマ１４は、脚部１５と、該脚部１５の上端に略水平に曲折成形された押え片１６とを備え、該押え片１６には後述する超音波振動発生装置１８の振動接触子１８ａが挿通可能な作業孔１７が上下方向に貫通して形成されている。
【００２９】
本実施形態では、前記可動分割コマ１４の押え片１６は、前記治具１１の開窓部１２に径内方向に移動された集合状態では、図２に示すようにその集合外径が前記芯材６の開孔４Ａよりもやや小径の略内接円形状を４分割した形状として、４つの分割コマ構成とされている。
【００３０】
また、各押え片１６の作業孔１７は、該押え片１６の外縁の弯曲したコーナー部に沿って弯曲した長孔として形成され、この長孔の長さ範囲で前記折り返し部７Ａの折り返し端部の超音波融着が可能とされている。
【００３１】
図４は前記可動分割コマ１４の配設構成を示しており、各可動分割コマ１４は、その脚部１５が可動板２０上に配設された駆動機構としての径方向作動用のシリンダー機構２１の作動ロッド２１ａに連結されていて、各シリンダー機構２１により各可動分割コマ１４が同期して前記開孔４Ａの径方向に作動される。
【００３２】
また、前記可動板２０は前記治具１１の配設テーブル２３上に配設された駆動機構としての昇降用シリンダー機構２２の作動ロッド２２ａ端に結合されていて、該昇降用シリンダー機構２２の作動により前記可動分割コマ１４が治具１１の開窓部１２内で上下方向に作動される。
【００３３】
前記超音波振動発生装置１８は、ホーンとブースターとコンバータとがこの順に組付けられた公知のものが用いられており、前記振動接触子１８ａは前記ホーンの端部に複数個突設されている。
【００３４】
この超音波振動発生装置１８は、前記テーブル２３上で前記治具１１の上方位置に上下方向および水平方向に可動的に配設されている。
【００３５】
次に、以上の構成からなる表皮接合装置を用いて、表皮７の折り返し部７Ａを芯材６の開孔４Ａ周りに折り返して接合する手順（方法）について述べる。
【００３６】
先ず、図３（Ａ）に示すように芯材６をその表皮７を下側にして治具１１上にセットする。このとき、治具１１の位置決め部１３に芯材６の開孔４Ａを嵌合係止することにより、前述のように表皮７の前記芯材６の開孔４Ａに相当した折り返し部７Ａが、前記位置決め部１３により開孔４Ａ内を通して芯材６の裏面側（図３における上面側）に突き上げられる。
【００３７】
次に、可動分割コマ１４を昇降用シリンダー機構２２により、図３（Ｂ）に示すように押え片１６が前記芯材６の開孔４Ａをくぐり抜ける位置まで上昇させる。この押え片１６の上昇位置は、前記押え片１６の下面が開孔４Ａの周縁よりも僅かに上方となる位置、具体的には表皮７のシート厚みにして略半分の厚み相当の高さ位置に設定される。
【００３８】
続いて、前記可動分割コマ１４を前記径方向作動用のシリンダー機構２１により開孔４Ａの径外方向に作動すると、図３（Ｃ）に示すように表皮７の折り返し部７Ａが各押え片１６の外縁に引っ掛かった状態で前記開孔４Ａの周縁を起点として芯材６の裏面側に折り返されるが、このとき、各押え片１６の径外方向の移動に伴って前記折り返し部７Ａは開孔４Ａの端面（周縁部）と押え片１６の下面とで押圧された状態で、該押え片１６の前記径外方向の移動と共に端部が同方向に延伸されてこれら両者間に固定される。        
【００３９】
そして、この折り返し端部が延伸された状態で前記超音波振動発生装置１８を図３（Ｄ）に示すように下動し、振動接触子１８ａを前記押え片１６の作業孔１７に挿通させて前記表皮７の折り返し端部に接触させ、超音波振動を発生させて該折り返し端部に超音波振動を付加してこれを芯材６の裏面に超音波融着する。
【００４０】
この実施形態では芯材６の開孔４Ａが前述のように該芯材６の裏面側に立上がって形成されているため、芯材６の裏面における開孔４Ａの周縁部近傍に前記振動接触子１８ａと面直に対向する融着棚４Ｂが形成され、前記表皮７の折り返し端部が該融着棚４Ｂ面に整然と融着されるようになっている。
【００４１】
また、前記振動接触子１８ａによる前記超音波融着は押え片１６の作業孔１７の長孔範囲で行われ、従って、超音波振動発生装置１８は水平方向の回動を伴った融着作動が行われる。
【００４２】
ここで、図４（Ａ），（Ｂ）に示す可動分割コマ１４の作動形態は図３（Ａ），（Ｂ）の表皮接合手順に相当し、図４（Ｃ）に示す可動分割コマ１４の作動形態は図３の（Ｃ），（Ｄ）に示す表皮接合手順に相当する。
【００４３】
以上のように本実施形態の表皮接合方法および表皮接合装置によれば、芯材６の表皮７に設定された折り返し部７Ａは、治具１１上にセットされた芯材６の他側面側で複数の可動分割コマ１４を該芯材６の開孔４Ａの径外方向に移動させることにより、該可動分割コマ１４の各押え片１６により開孔４Ａの径外方向に折り返されると共に、各押え片１６と開孔４Ａの周縁部とにより押圧されて前記折り返し方向に延伸して固定され、この延伸した状態で折り返し端部を芯材６の他側面側に超音波融着することができる。
【００４４】
これにより、作業者が前記表皮７の折り返し端部を指で引っ張りながら手作業で超音波融着する煩わしさがなく、該折り返し端部の超音波融着作業を簡単に行えて作業効率を一段と向上できると共に、該超音波融着作業の自動化を実現することができる。
【００４５】
前記実施形態ではサンバイザー１の係止バー５が設けられる略半円形の切欠部４における表皮７の端末処理を行う例として、芯材６の裏面側にラッパ形状に突出した開孔４Ａ内で表皮７の折り返し部７Ａを治具１１の位置決め部１３により突き上げ、可動分割コマ１４により該折り返し部７Ａを開孔４Ａの径外方向に折り返してその端部を芯材６の裏面に超音波融着するようにしているが、前記開孔４Ａが平坦な芯材６に穿孔して形成された合成樹脂成形品における開孔周りの表皮端末処理に用いることも勿論可能である。
【００４６】
この場合、複数の可動分割コマ１４の押え片１６を、前記実施形態のように治具１１の開窓部１２に径内方向に移動させた集合状態で、その集合外径が前記芯材６の開孔４Ａ径よりもやや小径の略内接円形状を複数に分割した分割コマ構成とすれば、芯材６を治具１１にセットした状態で前記可動分割コマ１４を所定の高さ位置に上昇作動することにより、前記集合された複数の押え片１６の外縁で表皮７の折り返し部７Ａを芯材６の開孔４Ａを通して裏面側に突き上げて、前記実施形態における突出した位置決め部１３による場合と同様に前記折り返し部７Ａに所要のテンションを付与できるため、芯材６の表面側で開孔４Ａ周りの表皮７に弛みやしわが発生するのを確実に防止することができる。
【００４７】
また、図５に示す押え片１６の変形例のように、表皮７を延伸させる際の牽引手段として該押え片１６の外縁に鋸歯状部１６ａを形成すれば、折り返し部７Ａの折り返し時に該鋸歯状部１６ａが表皮７に噛み込んで折り返し端部の牽引作用（延伸作用）を効果的に行わせることができる。
【００４８】
この牽引手段としては、押え片１６の背面（表皮７を折り返す面）をヤスリ状の粗面として形成しても前述と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
なお、本発明は前記サンバイザーを対象とした実施形態に限定されるものではなく、前述のように各種の合成樹脂成形品における開孔周りにおける表皮の折り返し端末処理に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…サンバイザー
２…サンバイザー本体
４…切欠部
４Ａ…切欠部に対応した開孔
６…芯材
７…表皮
７Ａ…折り返し部
１１…治具
１２…開窓部
１３…位置決め部
１４…可動分割コマ
１５…脚部
１６…押え片
１６ａ…鋸歯状部（滑り止め手段）
１７…作業孔
１８…超音波振動発生装置
１８ａ…振動接触子
２１…径方向作動用シリンダー機構（駆動機構）
２２…昇降用シリンダー機構（駆動機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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