振動(dòng)焊接裝置和振動(dòng)焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于焊接振動(dòng)多個(gè)工件的振動(dòng)焊接裝置和振動(dòng)焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，在由樹脂等制成的工件被連結(jié)在一起的情況下，已經(jīng)進(jìn)行振動(dòng)焊接，其中振動(dòng)力被施加到工件，從而工件的待焊接的部分被加熱和連結(jié)。在振動(dòng)焊接中，不需要膠粘劑，且進(jìn)一步地，在焊接過程之后，不需要熱干燥等。因此，振動(dòng)焊接適合用于將汽車的內(nèi)部構(gòu)件或部件連結(jié)在一起。
[0003]例如，在日本特開第2007-091024號(hào)公報(bào)中公開了一種技術(shù)，其中氣囊滑槽通過振動(dòng)焊接被附接到汽車的儀表板。這種情況使得當(dāng)氣囊展開時(shí)儀表板可以平滑破裂，撕裂線、即可斷開部(缺口部，即，槽狀薄部)設(shè)置在儀表板上。儀表板和氣囊滑槽通過振動(dòng)焊接連結(jié)，同時(shí)將缺口部夾在兩者之間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]順便說一下，關(guān)于汽車的儀表板，其外觀質(zhì)量是重要的，因此優(yōu)選將儀表盤制造成使得內(nèi)部部件的連結(jié)部不容易區(qū)分開。然而，對(duì)于配備有切口部的儀表板，形成切口部的位置在進(jìn)行振動(dòng)焊接時(shí)由于儀表板上的熱效應(yīng)而變形，因此在進(jìn)行這種振動(dòng)焊接之后，在與切口部相對(duì)的面(表面)上沿著切口部趨于產(chǎn)生下陷(變形)。當(dāng)產(chǎn)生這樣的變形時(shí)，儀表板的外觀變得難看，因而儀表板的外觀質(zhì)量變差。
[0005]本發(fā)明是在考慮到上述情況時(shí)設(shè)計(jì)出的，其目的在于提供一種振動(dòng)焊接裝置和振動(dòng)焊接方法，其中，當(dāng)具有切口部的工件經(jīng)受振動(dòng)焊接時(shí)，工件由于熱膨脹而變形的狀態(tài)通過簡單的結(jié)構(gòu)被引導(dǎo)，并且因此在振動(dòng)焊接后，工件的產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于一種振動(dòng)焊接裝置，其中具有切口部的第一工件與第二工件通過該振動(dòng)焊接裝置被堆疊和振動(dòng)焊接，所述振動(dòng)焊接裝置具有固定部，所述固定部配置成用于將第一工件放置和固定其上，使得在振動(dòng)焊接過程中第一工件的切口部面朝所述第二工件，其中，固定部包括空間，該空間配置成允許所述第一工件在振動(dòng)焊接過程中的熱膨脹，在第一工件的固定狀態(tài)下，所述空間處于與第一工件的切口部重疊的位置。
[0007]根據(jù)上述特征，所述振動(dòng)焊接裝置通過包括設(shè)置在與第一工件的切口部重疊的位置的空間的簡單的結(jié)構(gòu)，使得第一工件在振動(dòng)焊接后的變形可以被顯著抑制。更具體地，雖然第一工件在切口部附近經(jīng)受由振動(dòng)焊接時(shí)產(chǎn)生的熱引起的熱膨脹，并容易凸起或由于切口部變窄而在厚度方向升高，即使第一工件膨脹并凸起，這種膨脹和凸起可以逸入存在于切口部的相反側(cè)的空間內(nèi)。由此，伴隨振動(dòng)焊接后的冷卻，第一工件的已經(jīng)移動(dòng)到所述空間的熱膨脹部分被適當(dāng)?shù)胤祷氐狡涑跏嘉恢?。因此，振?dòng)焊接后，第一工件呈現(xiàn)優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量而在形成切口部的位置附近沒有任何(或幾乎沒有明顯的)凹陷。
[0008]在這種情況下，固定部優(yōu)選地固定第一工件，切口部的深部被定位在沿所述空間的寬度方向的中央部分。
[0009]這樣，通過固定第一工件，在振動(dòng)焊接過程中，振動(dòng)焊接裝置能夠允許在第一工件的切口部附近的兩側(cè)上發(fā)生熱膨脹部分均勻地逸入所述空間。因此，在振動(dòng)焊接完成時(shí)的冷卻后，切口部附近的熱膨脹部分可以均勻地返回，并且降低凹陷的發(fā)生能進(jìn)一步被加強(qiáng)。
[0010]此外，固定部可包括配置成能夠調(diào)節(jié)所述空間的寬度或位置的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0011]這樣，通過設(shè)置能調(diào)節(jié)所述空間的寬度或位置的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述振動(dòng)焊接裝置能夠?qū)?yīng)于所述空間的寬度適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第一工件的位移量。因此，振動(dòng)焊接后，第一工件的狀態(tài)可以很容易地進(jìn)行調(diào)整。此外，對(duì)應(yīng)于在振動(dòng)焊接時(shí)的熱量等，或在第一或第二工件的形狀改變(切口部的形狀、材料或厚度等)時(shí)，由于不需要準(zhǔn)備多個(gè)固定部，提高了通用性。
[0012]此外，第二工件優(yōu)選地包括多個(gè)焊接件，并且在第二工件的固定狀態(tài)下，所述空間優(yōu)選地設(shè)置在焊接件之間。
[0013]這樣，當(dāng)所述空間設(shè)置在焊接部之間且所述第二工件固定就位時(shí)，所述第一工件的由于在振動(dòng)焊接過程中產(chǎn)生的焊接件的熱的影響而造成的熱膨脹部分可以可靠地移動(dòng)到所述空間內(nèi)。
[0014]第一工件可以是汽車的儀表板，并且第二工件可以是將待在預(yù)定時(shí)刻展開到汽車內(nèi)部中的氣囊的保持構(gòu)件，該保持構(gòu)件被配置成被焊接到儀表板。切口部是待伴隨氣囊的擴(kuò)展而破裂的可破裂部分。
[0015]因此，在將氣囊附接到汽車儀表板的結(jié)構(gòu)中，儀表板的表面的狀態(tài)使得氣囊的保持構(gòu)件不能被看見。
[0016]另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特征在于一種振動(dòng)焊接方法，通過該方法，其中具有切口部的第一工件與第二工件被堆疊和振動(dòng)焊接。所述方法包括固定步驟和振動(dòng)焊接步驟，所述固定步驟將第一工件相對(duì)于固定件固定，所述固定件能夠放置和固定所述第一工件，使其切口部面朝所述第二工件，并且使得所述切口部與固定件的空間重疊，以及所述振動(dòng)焊接步驟在固定步驟之后，通過向所述第一和第二工件施加振動(dòng)力而振動(dòng)焊接第一工件和第二工件，同時(shí)使第一工件的熱膨脹逸入所述空間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在具有切口部的工件經(jīng)受振動(dòng)焊接的情況下，通過簡單的結(jié)構(gòu)，所述工件在其振動(dòng)焊接后的廣品質(zhì)量可以被提尚。
【附圖說明】
[0018]圖1是儀表板的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動(dòng)焊接裝置在該儀表板上進(jìn)行振動(dòng)焊接；
[0019]圖2是示出氣囊單元和圖1的儀表板的附接狀態(tài)的剖視圖；
[0020]圖3是概括地示出振動(dòng)焊接裝置的結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0021]圖4是示出圖3的振動(dòng)焊接裝置的支承夾具的平面圖；
[0022]圖5是剖視圖，示出放大形式的振動(dòng)焊接裝置的結(jié)構(gòu)，該振動(dòng)焊接裝置固定了儀表板的設(shè)置有撕裂線的部分；
[0023]圖6A是用于描述圖5的振動(dòng)焊接裝置的操作的第一說明圖；
[0024]圖6B是第二說明圖，接續(xù)圖6A，用于描述振動(dòng)焊接裝置的操作；和
[0025]圖6C是第三說明圖，接續(xù)圖6B，用于描述振動(dòng)焊接裝置的操作；
[0026]圖7A是用于說明傳統(tǒng)的振動(dòng)焊接裝置的操作的第一說明圖；和
[0027]圖7B是第二說明圖，接續(xù)圖7A，用于描述傳統(tǒng)的振動(dòng)焊接裝置的操作；
[0028]圖8A是曲線圖，示出了在振動(dòng)焊接時(shí)與槽部分的寬度相對(duì)應(yīng)的儀表板的位移量；和
[0029]圖8B是曲線圖，示出了當(dāng)振動(dòng)焊接之后發(fā)生冷卻時(shí)與槽部分的寬度相對(duì)應(yīng)的儀表板的表面的位移量；
[0030]圖9A是根據(jù)第一變型的支承夾具的平面圖；
[0031]圖9B是沿圖9A的線IXB-1XB截取的剖視圖；
[0032]圖9C是平面圖，示出了根據(jù)第一變型的支承夾具的槽部分變寬的狀態(tài)；和
[0033]圖9D是沿圖9C的線IXD-1XD截取的剖視圖；
[0034]圖10A是根據(jù)第二變型的支承夾具的剖視圖；和
[0035]圖10B是根據(jù)第三變型的支承夾具的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述振動(dòng)焊接裝置的優(yōu)選實(shí)施例，涉及根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)焊接方法。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)焊接裝置包括將預(yù)定內(nèi)部部件振動(dòng)焊接到汽車的儀表板(儀表盤)上的功能。特別是，振動(dòng)焊接裝置配置成將預(yù)定的結(jié)構(gòu)物體(氣囊等)附接到儀表板的副駕駛座前部的(車廂外側(cè)的)內(nèi)側(cè)。下面，為了便于本發(fā)明的理解，首先，將給出關(guān)于將氣囊附接到儀表板的描述。
[0038]在下面給出的儀表板的描述中，暴露至車廂的表面將被稱為正面，而面向車廂外側(cè)的與正面相反的一側(cè)上的表面稱為背面。此外，在描述所述儀表板的方向的情況下，前窗側(cè)將被稱為前側(cè)，副駕駛座椅側(cè)將被稱為后側(cè)，這與汽車的前后方向相對(duì)應(yīng)(見圖2)。
[0039]如圖1所示，車輛12包括車廂18的內(nèi)部中的駕駛員座位14和副駕駛座位16，以及在副駕駛座椅16的前面的儀表板20 (第一工件:下面也稱為儀表板20)。方向盤22與儀表24 —起設(shè)置在儀表板20的駕駛員座椅14側(cè)。例如，手套箱26設(shè)置在儀表板20的副駕駛座椅16側(cè)。
[0040]設(shè)置氣囊單元28以用于通過在車輛12碰撞時(shí)膨脹和展開而保護(hù)車輛乘坐者。在駕駛員座椅14的情況下，氣囊單元28設(shè)置在構(gòu)成方向盤22的中央部(軸部分)的壁部的背面上，以及在副駕駛座椅16的情況下，氣囊單元28設(shè)置在儀表板20的背面34上，比手套箱26更向上的一側(cè)。此外，在副駕駛座椅16側(cè)的儀表板20的背面34上，除了氣囊單元28，設(shè)置導(dǎo)管(未顯示)以用于調(diào)節(jié)車廂18中的空調(diào)。
[0041]如圖2所示，副駕駛座椅16側(cè)的氣囊單元28被附接以便能