连结体的制造方法与流程

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连结体的制造方法与流程

本发明涉及一种连结体的制造方法。



背景技术:

已知一种用于将由热塑性树脂材料制成的多个部件焊接到一起的技术(参见日本专利申请公开No.2012-125948(JP 2012-125948 A)和日本专利申请公开No.2013-43370(JP 2013-43370 A))。例如,JP 2012-125948 A公开了一种技术:其中,由纤维强化热塑性树脂的模制件形成的第一部件的边缘部分通过振动焊接而连结到也由纤维强化热塑性树脂的模制件形成的第二部件的边缘部分。



技术实现要素:

在诸如当要由振动焊接来连结的部分的面积宽的情况下,可能难以稳定地确保遍及待连结部分的整个区域上的尺寸精度。而且,利用现有技术,如果待连结部分的尺寸精度低,则焊接质量最终下降,因此存在关于更稳定地确保焊接质量的提升空间。

本发明提供了一种连结体的制造方法,其能够更加稳定地确保焊接质量。

一种用于连结体的制造方法,根据本发明的一个方面包括:接触步骤,使第一部件与第二部件互相接触,所述第一部件和所述第二部件中的至少一者是由热塑性树脂制成的部件,并且所述第二部件在要连结到所述第一部件的连结表面上具有凹部;以及焊接步骤,其将所述第一部件与所述第二部件焊接在一起,所述焊接步骤包括利用摩擦热使由所述热塑性树脂制成的部件熔化而焊接所述第一部件与所述第二部件的接触部,所述摩擦热是在所述第一部件与所述第二部件的所述连结表面互相接触并且被压在一起的状态下通过所述第一部件与所述第二部件的相对移动而在所述接触部中产生的。

在以上方面中,焊接步骤可以包括通过将熔化的热塑性树脂引入到所述凹部中,而将所述凹部与面对所述凹部的面对部焊接在一起。

在以上方面中,所述焊接步骤可以包括利用从所述接触部传递到所述凹部和所述面对部的热量,来熔化所述凹部、所述面对部以及引入到所述凹部中的所述热塑性树脂。

在以上方面中,所述相对移动可以是所述第一部件和所述第二部件中的至少一者的振动。

在以上方面中,所述第一部件和所述第二部件两者均可以由热塑性树脂制成。

根据该结构,在焊接步骤中,首先,第二部件的连结表面的除了凹部的之外的部分与第一部件进行接触,并且压向第一部件。因此,第一部件与第二部件的接触部的面积能够减小,并且在振动焊接时由于在接触部处产生的焊瘤而导致的反作用力(在与按压方向相反的方向上的力)能够减小,减小了形成的所述凹部的量。因此,相比于不形成凹部的比较例,能够以小的压力将第一部件与第二部件置于压力接触状态。

而且,在焊接步骤中,通过在第一部件和第二部件的接触部中的振动产生摩擦热,而熔化并且焊接接触部。通过将由接触部产生的焊瘤的一部分引入到凹部中,并且通过利用从接触部传递到凹部和面对部的热量来熔化凹部、面对部以及凹部中的焊瘤,而焊接凹部和面对该凹部的面对部。结果,不仅接触部而且凹部和面对部也能够被焊接,因此即使待连结部分的尺寸精度不高,也能够确保焊接质量。

在以上方面中,所述强化纤维可以混合到所述第一部件和所述第二部件内。

在以上方面中,所述第二部件可以具有细长的形状;并且所述凹部可以被设置为使得在与所述第二部件的长度方向正交的截面图中,所述凹部的端部未到达所述第二部件的所述连结表面的端部。

在以上方面中,所述第一部件可以具有细长的形状。所述第一部件可以包括在所述第一部件的与所述第一部件的长度方向正交的截面图中的两端部上的一对凸缘部。所述第二部件可以包括在与所述第二部件的长度方向正交的截面图中的两端部上的一对凸缘部。所述第一部件和所述第二部件可以被构造为使得通过将所述第一部件的所述一对凸缘部与所述第二部件的所述一对凸缘部连结在一起而形成闭合截面。所述凹部可以设置在所述第二部件的所述凸缘部上。

根据该结构,在焊接步骤中,即使不施加过度的压力,也能够使得第二部件的凸缘部的连结表面的在与第二部件的长度方向正交的截面图中的两端部接触第一部件的凸缘部。因此,能够将压力稳定地施加到第二部件的凸缘部,因此,第二部件的凸缘部能够稳定地焊接到第一部件的凸缘部。

在以上方面中,所述凹部可以是槽部,该槽部在所述第二部件的所述长度方向上遍及所述第二部件的大致整个长度而延伸。

根据该结构,凹部是槽部,该槽部在第二部件的长度方向上遍及第二部件的大致整个长度而延伸,因此,相比于多个凹部分散的结构,能够遍及第二部件的长度方向上的大致整个长度而稳定地焊接第二部件的凸缘部。

在以上方面中,所述相对移动可以是所述第一部件和所述第二部件中的至少一者在如下方向上的振动:该方向与所述连结表面平行并且与所述第二部件的所述长度方向垂直。

在以上方面中,所述第一部件和所述第二部件可以分别形成为具有长度方向的细长形状,并且可以分别在与各自的长度方向正交的截面图中具有帽状的形状,并且可以分别包括一对凸缘部和具有U形截面的U形部。每个所述U形部都可以具有基壁部和一对对置壁部。所述第一部件可以包括用于车辆的第一框架部件。所述第二部件可以包括用于所述车辆的第二框架部件。通过将所述第一框架部件和所述第二框架部件的各自的所述一对凸缘部连结在一起,所述第一框架部件和所述第二框架部件可以形成闭合截面。所述第二部件可以包括加强部件,该加强部件布置在所述闭合截面的内部,并且与所述第二框架部件不同。所述第二框架部件的所述凹部可以是第一槽部,该第一槽部形成在所述第二框架部件的所述凸缘部的连结表面上,并且在所述第二框架部件的长度方向上遍及所述第二框架部件的大致整个长度而延伸。所述加强部件的所述凹部可以是第二槽部,该第二槽部形成在所述加强部件的所述U形部的所述基壁部的外表面上,并且在所述加强部件的长度方向上延伸,并且未到达所述加强部件的所述长度方向上的至少一侧上的端部。所述焊接步骤可以包括:在将所述加强部件的长度方向上的一端定位为比另一端更靠近所述第二框架部件的长度方向上的中间部侧的同时,将所述加强部件布置在所述第二框架部件的所述U形部内侧,并且将所述加强部件的所述凸缘部连结到所述第二框架部件的所述U形部的所述基壁部的内表面侧;以及使所述第二框架部件的所述凸缘部的所述连结表面与所述第一框架部件的所述凸缘部的所述连结表面进行接触,并且使所述加强部件的所述U形部的所述基壁部的所述外表面与所述第一框架部件的所述U形部的所述基壁部的内表面进行接触,并且通过压力和振动而焊接。

根据该结构,在焊接中,第二框架部件的凸缘部的连结表面与第一框架部件的凸缘部的连结表面进行接触,并且通过压力和振动而焊接。加强部件的U形部的基壁部的外表面与第一框架部件的U形部的基壁部的内表面进行接触,并且通过压力和振动而焊接到第一框架部件的U形部的基壁部的内表面。这里,作为第二框架部件的凹部,第一槽部形成在第二框架部件的凸缘部的连结表面上,并且在第二框架部件的长度方向上遍及第二框架部件的大致整个长度而延伸,因此能够遍及两个框架部件的长度方向上的大致整个长度,而稳定地焊接第一框架部件的凸缘部与第二框架部件的凸缘部。而且,作为加强部件的凹部,第二槽部形成在加强部件的U形部的基壁部的外表面上,并且在加强部件的长度方向上延伸,因此,能够将第一框架部件的基壁部与加强部件的基壁部稳定地焊接在一起。

另一方面,利用该焊接,加强部件布置在闭合截面内,因此难以移除从加强部件的在闭合截面内在布置在长度方向的中间部这侧上的部位与面对该加强部件的该部位的面对部之间的接触部所产生的焊瘤。这里,作为加强部件的凹部,第二槽部形成在加强部件的U形部的基壁部的外表面上,并且在加强部件的长度方向上延伸,然而未到达在加强部件的长度方向上的至少一侧上的端部。而且,在加强部件的长度方向上的一侧上的端部比另一侧上的端部定位为更加靠近第二框架部件的长度方向上的中间部侧的情况下,振动焊接加强部件。因此,从加强部件的U形部的基壁部的在该加强部件的长度方向上的一侧上的部位与面对该基壁部的该部位的面对部之间的接触部所产生的焊瘤的一部分将进入第二槽部而不从第二槽部流出。

因此,相比于例如形成在加强部件的基壁部中的槽部到达加强部件的长度方向上的一侧以使得焊瘤能够从加强部件的长度方向上的一侧从槽部流出的情况,能够减小在加强部件的基壁部的在该加强部件的长度方向上的一侧上的部位与面对该基壁部的该部位的面对部附近所产生的焊瘤的量。即,能够减小在加强部件的在闭合截面内布置在长度方向上的中间部这侧上的部位与面对该加强部件的该部位的面对部附近所产生的焊瘤的量,换句话说,在难以移除焊瘤的部分处所产生的焊瘤的量。

在以上方面中,所述加强部件可以设置为一对,并且可以在如下步骤之后执行焊接步骤:在使所述加强部件的所述长度方向上的一侧上的端部互相面对的同时,在所述第二框架部件的所述U形部的内侧处,将所述加强部件布置在所述第二框架部件的所述U形部的在所述第二框架部件的所述长度方向上的两侧上,并且将所述加强部件的所述凸缘部连结到所述第二框架部件的所述U形部的所述基壁部的所述内表面侧。

根据该结构,加强部件设置为一对,并且布置在闭合截面内的长度方向上的两侧上。因此,更加难以移除从加强部件的基壁部的处于一对加强部件互相面对的这侧上的部位与面对该基壁部的该部位的面对部之间的接触部所产生的焊瘤。这里,形成在加强部件的基壁部上的第二槽部未到达加强部件的基壁部的在一对加强部件互相面对的这侧上的端部,所以从加强部件的基壁部的在一对加强部件互相面对的这侧上的部位与面对该基壁部的该部位的面对部之间的接触部所产生的焊瘤的一部分进入第二槽部并且不从第二槽部流出。因此,能够减小在更加难以移除焊瘤的部位处产生的焊瘤的量。

如上所述,根据本发明的方面的连结体的制造方法使得能够更加稳定地确保焊接质量。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势、技术和工业重要性,其中,相同的标号表示相同的元件,并且其中:

图1是示出在根据本发明的一个示例性实施例的用于保险杠加强件(连结体)的制造方法中,振动焊接处理的画面形式;

图2是作为图1所示的连结对象的保险杠加强件的构成部件的分解立体图;

图3是示意性地示出在图1所示的振动焊接处理中使用的振动焊接机的主要部分的框图;

图4A是如下状态的截面图:在用于将作为图1所示的连结对象的保险杠加强件的构成部件连结到一起的连结步骤中,将隔板的凸缘部定位在后侧保险杠加强件的U形部内;

图4B是如下状态的截面图:在用于将作为图1所示的连结对象的保险杠加强件的构成部件连结到一起的连结步骤中,隔板的凸缘部与后侧保险杠加强件的基壁部接触;

图4C是如下状态的截面图:在用于将作为图1所示的连结对象的保险杠加强件的构成部件连结到一起的连结步骤中,后侧保险杠加强件的凸缘部布置为面朝前侧保险杠加强件的凸缘部;

图5A是在振动焊接处理中,前侧保险杠加强件与后侧保险杠加强件的接触部及其周围的部分的状态的截面图;

图5B是在振动焊接处理中,前侧保险杠加强件与隔板的接触部及其周围的部分的截面图;

图6是保险杠加强件的已经通过图1所示的振动焊接处理过程焊接的部分的断面立体图;

图7A是截面图,其示出了当观察已经通过振动焊接处理焊接了的前侧保险杠加强件的凸缘部与后侧保险杠加强件的凸缘部的重叠部在重叠方向上切割的截面时,强化纤维的布置的画面形式。

图7B是截面图,其示出了当观察已经通过振动焊接处理焊接了的前侧保险杠加强件的基壁部与隔板的基壁部的重叠部在重叠方向上切割的截面时,强化纤维的布置的画面形式。

具体实施方式

将参考图1至7B描述根据本发明的一个示例性实施例的作为连结体的车辆保险杠加强件的制造方法。图1是示出在根据该示例性实施例的保险杠加强件的制造方法中的焊接(后文中,称为“振动焊接处理”)的画面形式的截面图。而且,图2是保险杠加强件10(后文中,缩写为“保险杠RF 10”)的构成部件的分解立体图。首先,将简要描述该保险杠RF 10的构成部件。图2所示的箭头RE表示车辆前后方向上的后侧,箭头UP表示车辆上下方向上的上侧,并且箭头RH表示车辆宽度方向上的右侧。而且,保险杠RF 10是设置在车辆的前端部上的未示出的前保险杠的框架结构,并且形成为中空的形状,并且布置为以车辆宽度方向作为其长度方向。

(保险杠RF 10的结构)

如图2所示,保险杠RF 10包括:车辆前侧保险杠加强件12(后文中,简称为“前侧保险杠RF 12”),其作为“第一部件”,并且作为“第一框架部件”,其形成了保险杠RF 10的车辆前侧部分;以及车辆后侧保险杠加强件14(后文中简称为“后侧保险杠RF 14”),其作为“第二部件”,并且作为“第二框架部件”,其形成了保险杠RF 10的车辆后侧部分。前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14两者都形成为具有长度方向上的细长形状,并且布置成以车辆宽度方向作为该长度方向。

前侧保险杠RF 12在与其长度方向正交的截面图中具有在长度方向的整个区域上的帽状形状,并且包括一对凸缘部12F和具有U形截面的U形部12A。前侧保险杠RF 12的U形部12A具有U形形状,其布置为当从其长度方向观看时,在车辆前后方向上朝着前侧突出,并且在车辆前后方向上朝着后侧开口,并且该U形部12A由基壁部12B和一对对置壁部12S形成。基壁部12B将一对对置壁部12S的基端连接在一起,并且该基壁部12B被布置为该U形部12A的在车辆前后方向上的前侧上的部分,并且形成保险杠RF 10的前壁部。而且,前侧保险杠RF 12的一对凸缘部12F设置在与前侧保险杠RF 12的长度方向正交的截面图中的形状的两端部上,并且当从前侧保险杠RF 12的长度方向观看时,在互相远离的方向上从U形部12A的开口端延伸。

后侧保险杠RF 14在与其长度方向正交的截面图中具有在长度方向的整个区域上的帽状形状,并且包括一对凸缘部14F和具有U形截面的U形部14A。后侧保险杠RF 14的U形部14A具有U形形状,其布置为当从其长度方向观看时,在车辆前后方向上朝着后侧突出,并且在车辆前后方向上朝着前侧开口,并且该U形部14A由基壁部14B和一对对置壁部14S形成。基壁部14B将一对对置壁部14S的基端连接在一起,并且该基壁部14B被布置为该U形部14A的在车辆前后方向上的后侧上的部分,并且形成保险杠RF 10的后壁部。而且,后侧保险杠RF 14的一对凸缘部14F设置在与该后侧保险杠RF 14的长度方向正交的截面图中的形状的两端部上,并且当从后侧保险杠RF 14的长度方向观看时,在互相远离的方向上从U形部14A的开口端延伸。在下面的说明中,以复数设置的诸如凸缘部14F等的部分可能以单数描述,以简化说明并且有助于理解。

而且,作为凹部的第一槽部14D形成在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的要与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F连结的连结表面14C(面朝车辆前后方向上的前侧的表面)上。该第一槽部14D在后侧保险杠RF 14的长度方向上遍及凸缘部14F的整个长度而延伸,并且在与后侧保险杠RF 14的长度方向正交的截面图中,设置在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C的中间部分(在基端部与末端部之间的部分)。第一槽部14D的一对侧壁部倾斜,从而朝着槽底部侧互相靠近(参见图1)。而且,在该示例性实施例中,第一槽部14D到达后侧保险杠RF 14的长度方向上的两端。此外,在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C处,形成了第一槽部14D的部分的面积设定为比未形成第一槽部14D的部分的面积小。

前侧保险杠RF 12的凸缘部12F和后侧保险杠RF 14的凸缘部14F被布置为在板厚度方向上彼此相对,并且焊接(连结)在一起。结果,由前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14形成闭合截面18,该闭合截面18在保险杠RF 10(前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14)的长度方向上延伸.

而且,作为不同于后侧保险杠RF 14的不同的“第二部件”且作为加强部件的一对左右隔板16,在保险杠RF 10的闭合截面18的内侧在长度方向上的两侧上,布置在图2和6所示的保险杠RF 10上,作为用于保险杠RF 10的加强件(参见图6)。如图2所示,隔板16分别形成为细长形状,并且布置成以车辆宽度方向作为其长度方向。

隔板16在与其长度方向正交的截面中具有帽状的形状,并且除了布置在车辆宽度方向上的内侧上的端部之外,还包括一对凸缘部16F和具有U形截面的U形部16A。隔板16的U形部16A具有U形形状,其布置为当从其长度方向观看时,在车辆前后方向上朝着前侧突出,并且在车辆前后方向上朝着后侧开口,并且该U形部16A由基壁部16B和一对对置壁部16S形成。

基壁部16B将一对对置壁部16S的基端连接在一起,并且形成了U形部16A的布置在车辆前后方向上的前侧上的部分。当隔板16处于被布置的状态时,隔板16的布置在车辆宽度方向上的内侧上的那部分的车辆上下方向上的尺寸比该隔板16的布置在车辆宽度方向上的外侧上的那部分短(窄)。而且,隔板16的一对凸缘部16F设置在与隔板16的长度方向正交的截面图中的形状的两端部上,并且当从隔板16的布置在车辆宽度方向上的外侧上的一侧观看时,该一对凸缘部16F在互相远离的方向上从U形部16A的开口端延伸。而且,隔板16由U形部16A的在车辆宽度方向上的内侧上布置的端部封闭,该端部由封闭部16Z连接在一起,并且一对凸缘部16F的布置在车辆宽度方向上的内侧上的端部由连接到封闭部16Z的端缘部16X连接在一起。

而且,作为凹部的第二槽部16D形成在隔板16的基壁部16B的要与前侧保险杠RF 12的基壁部12B连结的连结表面16C(面朝车辆前后方向上的前侧的表面)上。第二槽部16D形成在U形部16A的基壁部16B的外表面上(在车辆前后方向上布置于前侧的一侧上)。第二槽部16D设置在隔板16的基壁部16B的上端部与下端部之间的中间部中,并且在隔板16的长度方向上延伸。第二槽部16D的一对侧壁部倾斜,从而朝着槽底部侧互相靠近(参见图1)。

而且,在该示例性实施例中,第二槽部16D并未到达隔板16的基壁部16B的在布置于车辆宽度方向上的内侧上的那一侧上(即,在隔板16的长度方向上的一侧上)的端部,而是到该达隔板16的基壁部16B的在布置于车辆宽度方向上的外侧上的那一侧上(即,在隔板16的长度方向上的另一端侧上)的端部。此外,在隔板16的基壁部16B的连结表面16C处,形成了第二槽部16D的部分的面积设定为比未形成该第二槽部16D的部分的面积小。

隔板16的凸缘部16F的连结表面侧与后侧保险杠RF 14的U形部14A的基壁部14B的内表面侧布置为彼此相对,并且通过焊接而连结在一起。在图2中,隔板16的凸缘部16F计划连结到后侧保险杠RF 14的U形部14A的基壁部14B的内表面侧,该计划连结的部分由双点划线14X表示。隔板16的U形部16A的基壁部16B的外表面侧与前侧保险杠RF 12的U形部12A的基壁部12B的内表面侧布置为彼此相对,并且通过焊接而连结在一起。结果,如图6所示,在闭合截面18内侧,由后侧保险杠RF 14和隔板16形成闭合截面20,并且由前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14以及隔板16形成闭合截面22。

而且,在该示例性实施例中,前侧保险杠RF 12、后侧保险杠RF 14以及隔板16分别由热塑性树脂材料制成。更具体地,前侧保险杠RF 12、后侧保险杠RF 14和隔板16分别由碳纤维强化热塑性树脂材料制成,该碳纤维强化热塑性树脂材料包含碳纤维作为强化纤维。例如,碳纤维热塑性树脂材料优选地作为保险杠RF 10的材料,因为其具有高的强度并且比金属材料轻。而且,例如,连续纤维以及长纤维和短纤维可以用作强化纤维。各种公知类型的热塑性树脂的任意一种都能够用作用于碳纤维强化热塑性树脂材料的热塑性树脂。在该示例性实施例中使用的热塑性树脂的一些实例是聚碳酸酯树脂、聚酰氨(PA)树脂、聚氨酯(PU)树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯轻丁二烯苯(ABS)树脂以及聚丙烯(PP)树脂等。而且,可以使用各种公知类型的纤维中的任意一种来代替碳纤维,作为包含在热塑性树脂材料中的强化纤维,诸如金属纤维、玻璃纤维,或者诸如聚芳基酰胺纤维、纤维素纤维、尼龙纤维、维纶纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维和人造丝纤维这样的树脂纤维等。

(振动焊接机30)

接着,将简要描述将保险杠RF 10的构成部件振动焊接在一起的振动焊接机30。图3是示意性地示出在图1所示的振动焊接处理中使用的振动焊接机30的主要部分的框图。可以利用任意公知的振动焊接机进行图1所示的振动焊接处理。

如图3所示,振动焊接机30包括振动焊接夹具32、按压装置34和振动装置36。振动焊接夹具32包括形成上侧的上夹具32U和形成下侧的下夹具32L。在该示例性实施例中,上夹具32U和下夹具32L形成由金属(在一个实例中为铝合金)制成的模具。前侧保险杠RF 12置于图3所示的上夹具32U中,并且后侧保险杠RF 14置于下夹具32L中。上夹具32U和下夹具32L能够根据要焊接的对象而替换。例如,当将隔板16置于上侧时,安装上夹具32A(参见图4A)代替上夹具32U。而且,作为实例,未示出的无缝板优选地应用到上夹具32U和32A(参见图4A)以及下夹具32L的放置表面。

在附图中的下侧上示出的按压装置34包括在下夹具32L下方的升降台40,并且下夹具32L的下表面侧固定到该升降台40的支撑板部40A。而且,筒状保持器42经由连接部而安装到在升降台40的两侧上的腿部40B。一对左右保持器42能够沿着引导轴44在装置的上下方向上移动,该引导轴44在装置的上下方向上延伸。而且,升降台40的支撑板部40A连接到在该装置的下侧设置的液压缸46的活塞46P的末端部,从而利用液压缸46的活塞46P的伸缩而在装置的上下方向上(参见箭头Y的方向)上升或者下降。即,在将按压装置34操作为在装置的上下方向上朝上升起升降台40时,下夹具32L能够利用按压装置34而将压力施加到有上夹具32U的一侧。

而且,在附图中的上侧上示出的振动装置36包括振动板50,该振动板50接触上夹具32U的上表面侧。该振动板50从顶板部54经由弹簧片52而垂下,并且能够在水平方向上(参见箭头X的方向)振动。设置了在车辆的上下方向上从顶板部54的左右两侧向下垂下的悬垂部56,并且这些悬垂部56经由保险杠安装部58等而安装于引导轴44的上端部。而且,磁性部件62经由支架60而安装到振动板50的两侧。一对左右磁性部件62布置为与弹簧片52的侧方相邻。而且,电磁感应圈64相对于磁性部件62布置在与设置振动板50那侧相反的侧上。电源68电连接到一对左右电磁感应圈64,并且高频电流从电源68供应到一对左右电磁感应圈64。即,当操作振动装置36并且磁性部件62由于由电磁感应圈64所产生的磁力而向左右振动时,上夹具32U与磁性部件62和振动板50一起振动。

而且,能够检测振动板50的振动频率的拾取传感器66设置为与振动板50的侧方相邻。拾取传感器66电连接到电源68,并且将检测信号供应到电源68。而且,电源68通过基于该检测信号而调整供应到电磁感应圈64的高频电流,而以期望的振动频率使振动板50在水平方向上振动。

(保险杠RF 10的制造方法)

接着,将描述图6所示的保险杠RF 10的制造方法。

在该示例性实施例中,在将图1所示的作为“第一部件”的前侧保险杠RF 12与作为“第二部件”的后侧保险杠RF 14和隔板16振动焊接之前,首先将后侧保险杠RF 14与隔板16振动焊接。

将图4A所示的后侧保险杠RF 14置于下夹具32L中,并且将隔板16置于上夹具32A中。然后,在一对隔板16的封闭部16Z侧上的端部彼此相对的情况下(即,在隔板16的封闭部16Z侧上的端部定位为比相反侧上的端部更加靠近后侧保险杠RF 14的长度方向上的中间部的情况下),将隔板16布置在后侧保险杠RF 14的长度方向上的两侧上。然后,如图4A和4B所示,将隔板16的凸缘部16F定位在后侧保险杠RF 14的U形部14A的内侧,并且该隔板16的凸缘部16F与后侧保险杠RF 14的基壁部14B进行接触(参见图4B)。此时,一对隔板16在后侧保险杠RF 14的U形部14A的内侧布置在长度方向上的两侧上。在该状态下,利用图3所示的振动焊接机30的按压装置34和振动装置36,通过压力和振动而将图4B所示的后侧保险杠RF 14的U形部14A的基壁部14B的内表面侧焊接(连结)到隔板16的凸缘部16F的连结表面侧。此时隔板16的端缘部16X(参见图2)也通过压力和振动而焊接(连结)到后侧保险杠RF 14的基壁部14B。

接着,释放利用上夹具32A对隔板16的保持,并且将前侧保险杠RF 12置于上夹具32U中,并且将后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C布置为面朝前侧保险杠RF 12的凸缘部12F的连结表面12C,如图4C所示。而且,隔板16在前侧保险杠RF 12的U形部12A内侧布置在长度方向上的两侧上。然后,如图1所示,后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F的连结表面12C进行接触,并且隔板16的U形部16A的基壁部16B的外表面与前侧保险杠RF 12的U形部12A的基壁部12B的内表面进行接触。更具体地,后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C的除了第一槽部14D之外的部分与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F进行接触,并且隔板16的基壁部16B的连结表面16C的除了第二槽部16D之外的部分与前侧保险杠RF 12的基壁部12B进行接触。

在该状态下,利用振动焊接机30(参见图3)的按压装置34和振动装置36,通过压力(参见箭头Y的方向)和振动(参见箭头X的方向),将后侧保险杠RF 14的凸缘部14F焊接到前侧保险杠RF 12的凸缘部12F,并且将隔板16的基壁部16B焊接到前侧保险杠RF 12的基壁部12B(振动焊接处理)。

此处,在该示例性实施例中,前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的接触部70的面积(接触面积)能够减少,减少了形成在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F上的第一槽部14D的量。与此同时,利用在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F上形成的第一槽部14D,能够减小在振动焊接时由于在接触部70处产生的焊瘤而导致的反作用力(在与按压方向相反的方向上的力)。因此,与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F上不形成第一槽部14D的比较例相比,能够以小的压力将前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F置于期望的压力接触状态下。

相似地,前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B的接触部72的面积(接触面积)能够减小,减小了形成在隔板16的基壁部16B上的第二槽部16D的量。与此同时,利用在隔板16的基壁部16B上形成的第二槽部16D,能够减小在按压时由于在接触部72处产生的焊瘤而导致的反作用力(在与按压方向相反的方向上的力)。因此,与在隔板16的基壁部16B上不形成第二槽部16D的比较例相比,能够以小的压力将前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B置于期望的压力接触状态下。

将更加具体地描述振动焊接处理。在振动焊接处理中,首先,利用在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F的接触部70中,以及在隔板16的基壁部16B与前侧保险杠RF 12的基壁部12B的接触部72中的振动所生成的摩擦热而熔化和焊接接触部70和72。

而且,在该振动焊接处理中,通过将从接触部70产生的焊瘤74的一部分引入到第一槽部14D中(如图5A所示),以及利用从接触部70传递到第一槽部14D和面对该第一槽部14D的面对部12D的热量来熔化该第一槽部14D和该面对部12D以及该第一槽部14D中的焊瘤74(74A),而将第一槽部14D与面对部12D焊接在一起(如图6所示)。结果,不仅接触部70而且第一槽部14D和面对部12D也能够被焊接,因此即使待连结部分的尺寸精度不高,也能够确保焊接质量。

而且,在该振动焊接处理中,通过将从接触部72产生的焊瘤76的一部分引入到第二槽部16D中(如图5B所示),以及利用从接触部72传递到第二槽部16D和面对该第二槽部16D的面对部12E的热量来熔化第二槽部16D和面对部12E以及第二槽部16D中的焊瘤76(76A),而将第二槽部16D与面对部12E焊接在一起(如图6所示)。结果,不仅接触部72而且第二槽部16D和面对部12E也能够被焊接,因此即使待连结部分的尺寸精度不高,也能够确保焊接质量。在图6中,在振动焊接之前的第一槽部14D和第二槽部16D的部分由双点划线表示。

详尽地,例如,当待连结部件(组件)或者诸如车辆框架部件(例如,前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14)这样的大部件(组件)的数量大时,待连结部分的尺寸精度趋于降低。然而,利用该示例性实施例,即使待连结部分的尺寸精度不高,也能够如上所述地确保焊接质量。

而且,在该示例性实施例中,在与后侧保险杠RF 14的长度方向正交的截面图中,第一槽部14D设置在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C的中间部,如图1所示。因此,在振动焊接处理中,即使不施加过度的压力,在与后侧保险杠RF 14的长度方向正交的截面图中,后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C的两端部也能够与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F的连结表面12C进行接触。因此,压力能够稳定地施加到后侧保险杠RF 14的凸缘部14F,因此后侧保险杠RF 14的凸缘部14F能够稳定地焊接到前侧保险杠RF 12的凸缘部12F。

而且,例如,相比于多个凹部在后侧保险杠RF的凸缘部上分散的结构,在该示例性实施例中,第一槽部14D在后侧保险杠RF 14的长度方向上遍及该后侧保险杠RF 14的整个长度而延伸,因此,后侧保险杠RF 14的凸缘部14F能够遍及其长度方向的整个长度而稳定地焊接。

而且,在该示例性实施例中,形成在隔板16的基壁部16B上的第二槽部16D在隔板16的长度方向上延伸,而并不到达隔板16的基壁部16B的封闭部16Z侧上的端部,如图2所示。而且,在所述封闭部16Z侧上的所述端部定位为比相反侧上的端部更靠近后侧保险杠RF 14的长度方向上的中间部侧的状态下,振动焊接隔板16。

因此,从隔板16的基壁部16B的封闭部16Z侧上的部位与前侧保险杠RF 12的基壁部12B之间的接触部产生焊瘤76,该焊瘤76(参见图5B)的一部分进入第二槽部16D,并且将不从第二槽部16D流出。因此,相比于形成在隔板16的基壁部16B上的第二槽部到达隔板16的封闭部16Z侧上的端部而使得该焊瘤能够从隔板16的该端部侧流出该第二槽部的情况,减小了在隔板16的基壁部16B的封闭部16Z侧上的部位以及面对该基壁部16B的该部位的面对部附近所产生的焊瘤的量。即,能够减小从隔板16的基壁部16B的布置在闭合截面18内侧的长度方向上的中间部的侧上的部位以及面对该基壁部16B的该部位的面对部附近所产生的焊瘤的量,换句话说,在难以移除焊瘤的部位处所产生的焊瘤的量。

特别地,利用该示例性实施例,隔板16被设置为一对,并且布置在闭合截面18的内侧的长度方向上的两侧上(参见图6)。因此,更加难以移除从隔板16的基壁部16B的处于一对隔板16彼此相对的这侧上的部位与面对该基壁部16B的该部位的面对部的接触部所产生的焊瘤。然而,在该示例性实施例中,形成在隔板16的基壁部16B上的第二槽部16D不到达基壁部16B的在一对隔板16彼此相对的这侧上的端部,所以从基壁部16B的在一对隔板16互相面对的这侧上的部位与面对该基壁部16B的该部位的面对部(即,前侧保险杠RF 12的基壁部12B)的接触部所产生的焊瘤的一部分进入第二槽部16D并且将不从第二槽部16D流出。因此,能够减小在更加难以移除焊瘤的部位处所产生的焊瘤的量。

形成在隔板16的基壁部16B上的第二槽部16D到达隔板16的在与具有封闭部16Z这侧相反的侧上的端部,因此,从隔板16的U形部16A的基壁部16B的在与隔板16的具有封闭部16Z这侧相反的侧上的部位与面对该基壁部16B的该部位的面对部的接触部所产生的焊瘤的一部分在进入第二槽部16D之后能够从第二槽部16D的端侧流出。然而,隔板16的基壁部16B的处于与具有封闭部16Z这侧相反的侧上的端部,定位为比具有封闭部16Z这侧上的端部更靠近后侧保险杠14的长度方向上的端部侧,因此,即使在隔板16的处于与具有封闭部16Z这侧相反的侧上的所述端部上产生焊瘤,也能够相对容易地移除该焊瘤。

此外,后侧保险杠RF 14的第一槽部14D形成在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的连结表面14C上,并且在后侧保险杠RF 14的长度方向上延伸,并且到达后侧保险杠RF 14的长度方向上的两端,因此,已经进入第一槽部14D的焊瘤的一部分能够从第二槽部16D的长度方向上的端侧流出。然而,因为该焊瘤仅产生在前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14的连结体的外侧上,并且从而能够容易地去除。

通过将前侧保险杠RF 12、后侧保险杠RF 14和隔板16经由上述振动焊接而连结在一起,而制造图6所示的保险杠RF 10。

当图5A所示的焊瘤74的一部分流入到第一槽部14D中时,在振动的同时焊瘤74中的强化纤维流入到第一槽部14D中,因此,推测出由于在第一槽部14D中的焊接区域及其相邻的部分处的搅动作用,这些强化纤维将趋于变得互相缠绕。相似地,当图5B所示的焊瘤76的一部分流入到第二槽部16D中时,焊瘤76中的强化纤维在振动的同时流入到第二槽部16D中,因此,推测出由于在第二槽部16D中的焊接区域及其相邻的部分处的搅动作用,这些强化纤维将趋于变得互相缠绕。

图7A是截面图,其示出了当观察已经通过振动焊接处理而焊接(连结)的前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的重叠部在重叠方向上切割的截面时,强化纤维80的布置的画面形式。

如图7A所示,在前侧保险杠RF 12的凸缘部12F处,强化纤维80定向在如下方向上:该方向与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的重叠方向正交(即,作为一个实例,与绘制图7A的纸张的表面垂直的方向)。而且,在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F中具有:第一区域14F1,其形成了在前侧保险杠RF 12的凸缘部12F这侧上的部分,并且与在振动焊接之前的第一槽部14D的内侧相对应;以及第二区域14F2,其形成了除了第一区域14F1之外的部分。在第一区域14F1处,强化纤维80随机地定向,并且多个强化纤维80中的一部分互相缠绕。而且,在第二区域14F2处,强化纤维80定向在如下方向上:该方向与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的重叠方向正交(即,作为一个实例,与绘制图7A的纸张的表面垂直的方向)。

在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的靠近第一区域14F1与第二区域14F2的边界部的部分处,在第一区域14F1中的多个强化纤维80的一部分与在第二区域14F2中的多个强化纤维80的一部分互相缠绕。此外,在后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的第一区域14F1与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F的边界部附近的部分处,后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的第一区域14F1中的多个强化纤维80的一部分与前侧保险杠RF 12的凸缘部12F中的多个强化纤维80的一部分互相缠绕。

强化纤维80的该最终的缠绕提高了前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F的焊接强度(连结强度)。

而且,图7B是截面图,其示出了当观察已经通过振动焊接处理而焊接(连结)的前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B的重叠部在重叠方向上切割的截面时,强化纤维80的布置的画面形式。

如图7B所示,在前侧保险杠RF 12的基壁部12B处,强化纤维80定向在如下方向上:该方向与前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B的重叠方向正交(即,作为一个实例,与绘制图7B的纸张的表面垂直的方向)。而且,在隔板16的基壁部16B上具有:第一区域16B1,其形成了在前侧保险杠RF 12的基壁部12B这侧上的部分,并且与振动焊接之前的第二槽部16D的内侧相对应;以及第二区域16B2,其形成了除了第一区域16B1之外的部分。在第一区域16B1处,强化纤维80随机地定向,并且多个强化纤维80中的一部分互相缠绕。而且,在第二区域16B2处,强化纤维80定向在如下方向上:该方向与前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B的重叠方向正交(即,作为一个实例,与绘制图7B的纸张的表面垂直的方向)。

在隔板16的基壁部16B的靠近第一区域16B1与第二区域16B2的边界部的部分处,第一区域16B1中的多个强化纤维80的一部分与第二区域16B2中的多个强化纤维80的一部分互相缠绕。此外,在隔板16的基壁部16B的第一区域16B1与前侧保险杠RF 12的基壁部12B的边界部附近的部分处,第一区域16B1中的多个强化纤维80的一部分与前侧保险杠RF 12的基壁部12B中的多个强化纤维80的一部分互相缠绕。

强化纤维80的该最终的缠绕提高了前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B的焊接强度(连结强度)。

如上所述,利用该示例性实施例的保险杠RF 10(连结体)的制造方法,能够更加稳定地确保焊接质量。而且,能够精确地实现作为振动焊接的优势效果的连续焊接和表面焊接,因此能够实现稳定的连结而不使用粘合剂。

相比于当振动焊接在连结表面中不形成槽部的两个部件时,利用该示例性实施例,还能够缩短焊接时间。

(示例性实施例的补充说明)

作为上述示例性实施例的修改例,诸如摇杆外板、摇杆加强件和摇杆内板这样的其它部件(例如,车辆框架部件)也可以应用为要连结在一起的第一部件和第二部件。而且,在上述示例性实施例中,如图1等所示,前侧保险杠RF 12应用为第一框架部件,后侧保险杠RF 14应用为第二框架部件,并且隔板16应用为加强部件,然而例如,摇杆外板可以应用为第一框架部件,摇杆内板可以应用为第二框架部件,并且隔板或者摇杆加强件可以应用为加强部件。

而且,在上述示例性实施例中,槽部设定为凹部,然而作为示例性实施例的修改例,代替槽部,例如可以隔开地连续设置多个凹陷部作为凹部,其不形成槽部(换句话说,不是细长的凹部)。而且,作为凹部的槽部可以是互相平行的多个槽部。

而且,在上述示例性实施例中,第一槽部14D的一对侧壁部和第二槽部16D的一对侧壁部倾斜,从而朝着槽底部侧靠近,然而凹部(包括第一槽部和第二槽部)的一对侧壁部可以设置为与槽底表面垂直。

而且,在上述示例性实施例中,图2所示的第二槽部16D到达隔板16的在布置于车辆宽度方向上的外侧的一侧上(即,在隔板16的长度方向上的另一侧上)的端部,然而第二槽部也可以形成为不到达隔板16的在布置于车辆宽度方向上的外侧的一侧上(即,在隔板16的长度方向上的另一侧上)的端部。

而且,作为上述示例性实施例的修改例,例如,可以仅振动焊接前侧保险杠RF 12的凸缘部12F与后侧保险杠RF 14的凸缘部14F。而且,作为另一个修改例,例如,可以仅振动焊接前侧保险杠RF 12的基壁部12B与隔板16的基壁部16B。

而且,在上述示例性实施例中,将作为加强部件的隔板16设置为一对,然而,作为布置在闭合截面20的内侧的要焊接的第二部件,加强部件可以是单个的。

而且,作为上述示例性实施例的修改例,除了振动焊接之外,可以通过公知的连结方法(作为一个实例的焊接),连结隔板16的凸缘部16F与后侧保险杠RF 14的基壁部14B。

而且,作为上述示例性实施例的修改例,作为凹部的槽部可以形成在隔板16的凸缘部16F的连结表面16C上。这样的槽部可以在隔板16的凸缘部16F的长度方向上延伸。

而且,作为上述示例性实施例的修改例,前侧保险杠RF 12和后侧保险杠RF 14中的一者可以由除了热塑性树脂之外的材料制成。例如,前侧保险杠RF 12可以由金属制成。

而且,作为上述示例性实施例的修改例,可以利用诸如圆周运动这样的相对移动来产生摩擦热。

而且,在本说明书中,“遍及其大致整个长度地延伸”的概念包括如下情况:如上述示例性实施例的图2所示的第一槽部14D,到达凸缘部14F的在第二部件(作为第二框架部件的后侧保险杠RF 14)的长度方向上的两端部的情况(即,遍及整个长度而延伸的情况),以及如下情况:即便并未到达凸缘部14F在第二部件(作为第二框架部件的后侧保险杠RF 14)的长度方向上的至少一个端部,但是其作为整体,理解为大体遍及凸缘部14F的在第二部件(作为第二框架部件的后侧保险杠RF 14)的长度方向上的整个长度而延伸。

可以适当地组合而执行上述示例性实施例和多个修改例。

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