複合結構體製造方法及製造裝置製造方法
2023-04-29 04:42:46
複合結構體製造方法及製造裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種複合結構體的製造方法及製造裝置。第二部件在其與第一部件接觸的部分中含有磁性體。通過將第二部件導入到感應加熱部對該第二部件進行感應加熱，加熱第二部件的接觸部分，從而將第二部件接合到第一部件上。採用該複合結構體的製造方法及製造裝置，能夠防止被加強的第一部件變形的同時，將作為用於加強的第二部件的熱塑性樹脂成型體接合到第一部件上。
【專利說明】複合結構體製造方法及製造裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及複合結構體製造方法及製造裝置。
【背景技術】
[0002]汽車的擋泥板(fender)、車頂(roof)等汽車用外飾配件一般由鋼鐵等金屬板形成。為了降低燃耗和生產成本，人們研究將所述金屬板做得較薄從而實現輕量化。
[0003]然而，將所述金屬板做得較薄時則有可能無法獲得所需的剛度。因此，考慮將所述金屬板作為被加強部件，製造在該金屬板的一面上具備由熱塑性樹脂構成的肋狀的加強部件的複合結構體，由此來確保該金屬板的剛性。
[0004]作為所述複合結構體的製造方法，在現有技術中已知有下述一種方法:將由熱塑性樹脂構成的肋狀加強部件推壓到用加熱裝置加熱後的金屬板表面上。在所述製造方法中，所述被加熱後的金屬板由搬送機器人搬送到肋部成型推壓裝置，從該肋部成型推壓裝置吐出的由熔融樹脂成型的所述肋狀加強部件被推壓輥推壓到該金屬板的表面上(參照日本專利公開2011 - 16275號公報)。
[0005]然而，在現有的製造方法中，為了通過所述推壓輥將由熔融樹脂成型的所述肋狀加強部件推壓向所述金屬板從而形成所述複合結構體，存在有根據該加強部件的形狀不同導致成型設備複雜化的問題。並且，所述肋狀加強部件有必要進行冷卻並固化，存在有所述複合結構體的形成速度降低的問題。
[0006]而且，在現有技術的製造方法中，被加熱後的所述金屬板的溫度在由所述搬送機器人搬送途中下降，從而產生所述肋狀加強部件焊著不良的問題。
[0007]所以，本發明的目的在於提供一種能夠將作為加強部件的肋狀熱塑性樹脂成型體焊著到該被加強部件上的複合結構體的製造方法。
[0008]並且，本發明的目的還在於提供適合於實施所述製造方法的製造裝置。
[0009]為了達到上述目的，本發明具有下述特徵。本發明用於製造複合結構體，該複合結構體由作為被加強部件的板狀第一部件和作為加強部件的肋狀第二部件，該方法的特徵在於具備以下步驟:
[0010]將熱塑性樹脂製成型體導入到感應加熱裝置的步驟，所述第二部件具有與所述第一部件的一表面接觸的接觸部分，該第二部件由所述熱塑性樹脂製成型體構成，該熱塑性樹脂製成型體至少在所述接觸部分中含有磁性體；
[0011]由所述感應加熱裝置對所述第二部件進行感應加熱從而加熱所述接觸部分的步驟；
[0012]從所述感應加熱裝置導出所述第二部件並將所述接觸部件接合到所述第一部件的一表面上的步驟。
[0013]在本發明的製造方法中，首先，所述第二部件由至少在與所述第一部件接觸的接觸部分中含有磁性體的熱塑性樹脂製成型體構成，將所述成型體導入到感應加熱裝置中。在本發明的製造方法中，所述第二部件可以是長尺寸部件，也可以是具有加強所述第一部件所需長度的部件。
[0014]接著，在所述感應加熱裝置中，通過對第二部件感應加熱，讓該第二部件中含有的磁性體發熱，加熱所述接觸部。
[0015]然後，從所述感應加熱裝置導出至少所述接觸部被加熱了的所述第二部件，並將所述接觸部接合到所述第一部件上。其結果，所述第二部件和所述第一部件形成一體化，能夠製成在該第一部件的一表面上具備第二部件的複合結構體。
[0016]在本發明的製造方法中，所述感應加熱裝置僅對所述第二部件進行加熱，完全不對所述第一部件進行加熱。所以，根據本發明的製造方法，能夠防止所述第一部件的變形。
[0017]在本發明的製造方法中，所述感應加熱裝置將所述接觸部分加熱到構成所述第二部件的熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
[0018]為了將所述第二部件加熱到所述溫度範圍內，所述感應加熱裝置優選為由多個感應加熱部構成。所述感應加熱裝置由所述多個感應加熱部構成，由此能夠控制所述第二部件的加熱狀態。
[0019]為了控制所述第二部件的加熱狀態，例如所述多個感應加熱部優選為以互不相同的加熱速度對該第二部件加熱。在本發明的製造方法中，通過組合以互不相同的加熱速度對所述第二部件進行加熱的感應加熱部，在加熱所述第二部件時，能夠分別控制低溫區域和高溫區域的各個加熱速度。
[0020]另外，當所述多個感應加熱部以互不相同的加熱速度加熱所述第二部件時，所述多個感應加熱部能夠以越靠近導入該第二部件的一側越小的加熱速度加熱該第二部件、以越靠近導出該第二部件的一側越大的加熱速度加熱第二部件。
[0021]在這種情況下，首先在導入所述第二部件的一側，以較小的加熱速度將該第二部件加熱到不足所述熱塑性樹脂的軟化溫度但接近於該軟化溫度的溫度區域。其結果，在導入第二部件的一側，所述第二部件被預備加熱到接近於所述熱塑性樹脂的軟化溫度的溫度區域。
[0022]接著，將所述第二部件移動到所述導出一側，以更大的加熱速度將該第二部件加熱到所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。其結果，在所述導出一側，所述第二部件被急速加熱到所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。所以，能夠縮短在高溫區域中的加熱時間。
[0023]另外，通過上述方法加熱所述第二部件的方法能夠在所述導出一側對大量所述第二部件進行一次性加熱。所以，在所述第二部件具有規定長度的情況下，適合對該第二部件進行批量處理。
[0024]此外，在本發明的製造方法中，通過感應加熱裝置讓所述磁性體發熱從而加熱所述第二部件。因此，所述感應加熱裝置在所述導出一側加熱所述第二部件的速度如果過大，所述熱塑性樹脂的溫度在該第二部件從該感應加熱裝置被導出後也繼續上升而達到劣化溫度，有可能導致第二部件劣化。
[0025]因此，在所述感應加熱部以不同的速度加熱所述第二部件時，所述多個感應加熱部也可以以越靠近導入該第二部件的一側越大的加熱速度加熱該第二部件、以越靠近導出該第二部件的一側越小的速度加熱該第二部件。
[0026]在這種情況下，首先，在導入所述第二部件一側，以較高的加熱速度將所述第二部件加熱到不足所述熱塑性樹脂的軟化溫度但接近於該軟化溫度的溫度區域。接著，將所述第二部件移動到所述導出一側，以較小的加熱速度將該第二部件加熱到所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。其結果，在所述導出一側，所述第二部件被緩慢地加熱到所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
[0027]所以，能夠可靠地對所述第二部件的溫度進行控制，使其處於所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
[0028]在本發明的製造方法中，所述多個感應加熱部可以相互串聯連接，也可以相互並聯連接。但是，所述多個感應加熱部被相互串聯連接時，所述感應加熱裝置變得既長又大，導致需要高電壓。
[0029]因此，在本發明的製造方法中，所述多個感應加熱部優選為相互並聯連接。在採用這種方式時，能夠防止所述多個感應加熱部的電感總計值增大，能夠降低加在所述多個感應加熱部上的電壓。所以，能夠將所述第二部件加熱到所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內，而無需使用高電壓。
[0030]另外，在本發明的製造方法中，所述第二部件可以整體含有所述磁性體，也可以通過下述方式含有磁性體:該第二部件具備在由第一熱塑性樹脂製成型體構成的與所述第一部件接觸的接觸部件上層疊由第二熱塑性樹脂製成型體構成的支承部件的雙層結構，在所述接觸部件中含有所述磁性體。然而，所述第二部件如果整體含有所述磁性體，則需要較大的電力來進行加熱。
[0031]因此，在本發明的製造方法中，所述熱塑性樹脂製成型體優選具備在所述接觸部件上層疊支承部件的雙層結構，在該接觸部件中含有該磁性體。在採用這種方式時，由於僅所述接觸部件被加熱，能夠降低所需電力。
[0032]另外，所述熱塑性樹脂製成型體具備所述雙層結構時，優選為所述接觸部件由柔軟性比所述支承部件高的熱塑性樹脂製成型體構成。像這樣的所述第二部件中，由於所述支承部件由相對來講比所述接觸部件質地要硬的熱塑性樹脂製成型體構成，所述接觸部件被感應加熱成可以進行焊著，在其軟化後，能夠由所述支承部件維持形狀。另一方面，由於所述接觸部件由柔軟性比所述支承部件高的熱塑性樹脂製成型體構成，如上所述進行加熱時，該接觸部件能夠柔軟變形，從而能夠簡單並可靠地將該接觸部件接合到所述第一部件上。
[0033]另外，由於所述接觸部件由柔軟性比所述支承部件高的所述第一熱塑性樹脂製成型體構成，因此能夠吸收所述第二部件和所述第一部件之間的膨脹率之差，能夠防止該第二部件從該第一部件上剝離。但是，如果所述接觸部件整體中均勻地含有所述磁性體時，所述第二部件被接合到所述第一部件上時，變為柔軟後的該接觸部件被所述支承部件推壓而變薄，有時無法確保用於吸收該第二部件和該第一部件之間的膨脹率之差的足夠厚度。
[0034]因此，所述接觸部件優選為該接觸部件的與所述第一部件接觸的一側含有的所述磁性體比該接觸部件的與所述支承部件一側含有的所述磁性體多。在這種情況下，例如所述接觸部件也可以具備與所述第一部件接觸的接觸層和配設在所述接觸層和所述支承部件之間的中間層，並僅在所述接觸層中含有所述磁性體。
[0035]其結果，所述接觸部件如上所述受感應加熱後，所述磁性體含量較高的所述第一部件一側、例如是所述接觸層變得更為柔軟而更容易發生變形。而所述磁性體相對含量較低的所述第二部件一側、例如是所述中間層比所述第一部件一側的接觸部件要難以變形。所以，所述接觸部件能夠可靠地確保用於吸收所述第二部件和所述第一部件之間的膨脹率之差的足夠厚度，能夠防止該第二部件從該第一部件上剝離。
[0036]此外，由於所述第二部件具備由所述第二熱塑性樹脂製成型體構成的支承部件，在所述接觸部件接合到所述第一部件上時，有時無法獲得相對該第一部件足夠的形狀追隨性。因此，所述支承部件優選為在內部含有未硬化的熱硬化樹脂層。
[0037]所述支承部件通過在內部含有未硬化的熱硬化樹脂層，能夠獲得適度的柔軟性，能夠在維持所述第二部件的形狀的同時獲得相對第一部件的足夠的形狀追隨性。所述熱硬化樹脂層能夠在以後的步驟、例如對所述被加強部件進行塗飾的步驟等中被加熱而產生硬化，能夠讓所述第二部件具有所需的強度。
[0038]另外，本發明的製造裝置用於製造由作為被加強部件的板狀第一部件和作為加強部件的肋狀第二部件構成的複合結構體，該製造裝置的特徵在於具備:感應加熱裝置，通過對由至少在與所述第一部件接觸的接觸部分含有磁性體的熱塑性樹脂製成型體構成的第二部件感應加熱，來加熱所述接觸部分；導入機構，將所述第二部件導入到所述感應加熱裝置中；以及推壓機構，通過將從所述感應加熱裝置導出的所述第二部件推壓向所述第一部件的一方表面，所述第二部件在接觸部分與所述第一部件接合。
[0039]在本發明的製造裝置中，首先，所述第二部件由至少在與所述第一部件接觸的接觸部分含有磁性體的熱塑性樹脂製成型體構成,並通過所述導入機構將該成型體導入到感應加熱裝置中。接著，通過所述感應加熱裝置感應加熱所述第二部件，使該第二部件中含有的所述磁性體發熱，從而加熱所述接觸部分。
[0040]然後，至少加熱所述接觸部分，通過所述推壓機構將被所述感應加熱裝置導出的所述第二部件的所述接觸部分推壓向所述第一部件的一方表面。其結果，所述第二部件和所述第一部件形成一體化，能夠製成在所述第一部件的一方表面上具備所述第二部件的複合結構體。
[0041]在本發明的製造裝置中，所述感應加熱裝置將所述接觸部分加熱到構成所述第二部件的熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
[0042]為了將所述第二部件加熱到所述溫度範圍內，所述感應加熱裝置優選由多個感應加熱部構成。所述感應加熱裝置通過由所述多個感應加熱部構成，能夠對所述第二部件的加熱狀態進行控制。
[0043]為了控制所述第二部件的加熱狀態，例如所述多個感應加熱部優選磁通密度互不相同。所述多個感應加熱部因磁通密度互不相同，就能夠以互不相同的加熱速度對所述第二部件進行加熱。本發明的製造裝置中，通過組合磁通密度互不相同的多個感應加熱部，就能夠在加熱所述第二部件時，分別在低溫區域和高溫區域中對加熱速度進行控制。
[0044]另外，所述多個感應加熱部的各磁通密度各不相同時，所述多個感應加熱部優選是越靠近導入所述第二部件的一側磁通密度越小、越靠近導出該第二部件的一側磁通密度越大。這時，所述多個感應加熱部能夠以越靠近導入所述第二部件的一側加熱速度越小、越靠近導出所述第二部件的一側加熱速度越大的方式加熱所述第二部件。
[0045]此外，所述多個感應加熱部也可以是越靠近導入所述第二部件的一側磁通密度越大、越靠近導出該第二部件的一側磁通密度越小。這時，所述多個感應加熱部能夠以越靠近導入所述第二部件的一側加熱速度越小大、越靠近導出所述第二部件的一側加熱速度越小的方式加熱所述第二部件。
[0046]在本發明的製造裝置中，所述多個感應加熱部可以相互串聯連接，也可以相互並聯連接。但是，所述多個感應加熱部被相互串聯連接時，所述感應加熱裝置則變得既長又大，有時需要採用高電壓。
[0047]因此，在本發明的製造裝置中，所述多個感應加熱部優選相互並聯連接。採用這種方式時，能夠防止所述多個感應加熱部的電感總計值增大，從而能夠降低加在所述多個感應加熱部上的電壓。所以，具有這種構成的本發明的製造裝置能夠將所述第二部件加熱到所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內，而無需採用高電壓。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]圖1是表示本發明的複合結構體的製造裝置的一構成例的側視圖。
[0049]圖2是表示本發明的複合結構體的製造裝置上使用的加強部件的第一構成例的模式性截面圖。
[0050]圖3是表示圖1所示的製造裝置中的感應加熱線圈(induction heating coil)的第一配置例的模式圖。
[0051]圖4是表示通過圖3所示的感應加熱線圈被加熱的磁性體和熱塑性樹脂成型體的溫度變化的圖表。
[0052]圖5是表示圖1所示的製造裝置中的感應加熱線圈的第二配置例的模式圖。
[0053]圖6是表示通過圖5所示的感應加熱線圈加熱的磁性體和熱塑性樹脂成型體的溫度變化的圖表。
[0054]圖7是表示本發明的複合結構體的製造裝置上使用的加強部件的第二構成例的模式性截面圖。
[0055]圖8是表示本發明的複合結構體的製造裝置上使用的加強部件的第三構成例的模式性截面圖。
[0056]圖9是表示本發明的複合結構體的製造裝置上使用的加強部件的第四構成例的模式性截面圖。
【具體實施方式】
[0057]以下，參照附圖進一步詳細說明本發明的實施方式。
[0058]圖1所示的實施方式中的複合結構體製造裝置I通過將肋狀的第二部件(加強部件)3接合到第一部件(被加強部件)、例如厚度是0.7mm的鋼鐵製金屬板2的一個表面上來製造複合結構體。金屬板2例如用於汽車外部裝飾配件。
[0059]接著，對使用複合結構體製造裝置I製造所述複合結構體時的第一實施例進行說明。
[0060]在本實施例中，加強部件3由如圖2所示的整體含有磁性體4的熱塑性樹脂制長尺狀成型體5構成。磁性體4例如是直徑80?150 μ m、長度I?3mm的金屬纖維。磁性體4相對加強部件3整體具有30?60%的質量比。例如可以舉出鐵素體不鏽鋼、鋼、鑄鐵、鋼鐵、鎳等作為形成所述金屬纖維的金屬。例如可以採用苯乙烯類彈性體(styrene elastomer)作為所述熱塑性樹脂。
[0061]加強部件3例如可以通過下述方式製得。首先，將顆粒狀的苯乙烯類彈性體和由金屬纖維構成的磁性體4混合成的混合物熔融，擠壓成型成棒狀。將製成的擠壓成型體裁斷成顆粒。接著，可以利用模具將由所述顆粒熔融成的熔融樹脂擠壓成型為板狀，並通過冷卻固化後，製成長尺狀的加強部件3。
[0062]圖1所示的複合結構體製造裝置I讓卷繞在梭心6上的長尺狀的加強部件3經由中繼輥7被拉出，從加強部件3的起始端一側向末端一側依次與金屬板2的單面接合。金屬板2載置在夾具8上。
[0063]複合結構體製造裝置I容納在殼體11內。可以通過未被圖示的機器人在金屬板2上方的任意位置上移動該複合結構體製造裝置I。殼體11上設置有將加強部件3導入殼體11內部的導入口 12a和導出加強部件3的導出口 12b。
[0064]複合結構體製造裝置I具備作為導入機構的一對夾送輥13。該導入機構拉出卷繞在梭心6上的加強部件3，並將拉出的加強部件3通過導入口 12a連續地導入到殼體11內。在夾送輥13的下遊一側設置作為感應加熱裝置的感應加熱器14。該感應加熱器14通過感應加熱以能夠焊著的形式對加強部件3加熱。在感應加熱器14的下遊一側設置有在規定的位置上切斷加強部件3的刀具15。
[0065]另外，在殼體11的底部設置一對推壓輥16和大氣常壓等離子清洗機17。所述一對推壓棍16作為推壓機構將從導出口 12b被導出的加強構件3推壓向金屬板2 ;所述大氣常壓等離子清洗機17在感應加熱器14的下方對金屬板2的表面進行脫脂清洗。
[0066]在本實施例中，感應加熱器14具備作為多個感應加熱器的第一感應加熱線圈14a和第二感應加熱線圈14b。該第一感應加熱線圈14a和第二感應加熱線圈14b以相互串聯的方式與未圖示的電源連接的。第一感應加熱線圈14a設置在導入加強部件3的一側，第二感應加熱線圈14b設置在導出第二感應加熱線圈14b的一側。
[0067]第一感應加熱線圈14a的磁通密度比第二感應加熱線圈14b的磁通密度大。第一感應加熱線圈14a與第二感應加熱線圈14b相比能夠以更大的加熱速度對加強部件3進行加熱。第一感應加熱線圈14a例如可以通過增加線圈單位長度的卷繞數或者通過縮短線圈長度來使得磁通密度比第二感應加熱線圈14b的磁通密度大。
[0068]感應加熱器14雖然具備兩個感應加熱線圈14a，14b，但是只要感應加熱線圈14a，14b設置成越靠近導入加強部件3的一側磁通密度越大、越靠近導出加強部件3的一側磁通密度越小，則沒有必要將感應加熱的數量限定成兩個。
[0069]接著，就複合結構體製造裝置I製造複合結構體的製造方法進行說明。首先，利用夾送輥13經由中繼輥7將卷繞在梭心6上的長尺狀成型體、即加強部件3拉出，並連續地導入到感應加熱器14的第一感應加熱線圈14a及第二感應加熱線圈14b的內部。
[0070]然後，通過感應加熱器14對加強部件3進行感應加熱，能夠對加強部件3的至少與金屬板2接觸的部分加熱。因加強部件3含有的磁性體4受到所述感應加熱而發熱，力口強部件3被加熱至所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
[0071]具體來講，首先，在所述導入側，由第一感應加熱線圈14a以例如350°C /秒這種相對較大的加熱溫度將加強部件3例如加熱至不足所述熱塑性樹脂的軟化溫度、但接近於該軟化溫度的溫度。接著，在加強部件3從所述導入一側移動到所述導出一側後，在所述導出一側由第二感應加熱線圈14b以例如200°C /秒這種相對較小的加熱速度加熱加強部件3。
[0072]這時，由於第二感應加熱線圈14b以較小的加熱速度對加強部件3進行加熱，因此不會達到所述熱塑性樹脂的劣化溫度，能夠可靠地將溫度控制在所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內對加強部件3進行加熱。
[0073]接著，至少要與金屬板2接觸的部分被加熱成能夠進行焊著的加強部件3被導入到由大氣常壓等離子清洗機17進行了脫脂清洗的金屬板2和推壓輥16，16之間。這時，通過將送入金屬板2和推壓輥16之間的加強部件3的角度調小，能夠減輕加強部件3處、特別是要與金屬板2接觸的被加熱了的部分處因所述角度彎曲而產生的應力。
[0074]然後，由推壓輥16將通過上述方式被加熱了的加強部件3推壓向金屬板2的表面。這時，因所述感應加熱，加強部件3的至少要與金屬板2接觸的部分被加熱成能夠焊著的狀態。所以，能夠通過焊著將加強部件3接合在金屬板2單面而無需加熱金屬板2。這樣就能夠製造將加強部件3和金屬板2 —體化的複合結構體。
[0075]並且，當與金屬板2接合的加強部件3的長度接近於加強金屬板2所需的規定長度時，通過用刀具15切斷加強部件3而停止導入該加強部件。另一方面，被切斷的加強部件3通過推壓輥16，16被推壓向金屬板2並與其接合。其結果，規定長度的加強部件3和金屬板2構成一體化從而形成複合結構體。
[0076]複合結構體製造裝置I經由未圖示的機器人從長尺狀成型體、即加強部件3的始端一側向末端一側移動的同時，在金屬板2的寬度方向上也產生移動，並反覆進行上述動作。
[0077]根據本實施例的複合結構體製造裝置1，所述感應加熱僅是對加強部件3加熱，而完全不會對金屬板2進行加熱。所以，能夠防止金屬板2的變形。
[0078]而且，根據本實施例的複合結構體製造裝置1，由於具備升溫速度不同的多個感應加熱線圈14a，14b，因此能夠防止過度加熱加強部件3而致使其熱劣化。能夠可靠地將該加強部件3的溫度控制在所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
[0079]接著，就使用複合結構體製造裝置I製造所述複合結構體時的第二實施例進行說明。
[0080]在本實施例中，除了圖1中所示的感應解熱器14的第一感應加熱線圈14a和第二感應加熱線圈14b相互以並聯的方式與未圖示的電源並聯之外，以其他的條件與第一實施例相同的方式製造所述複合結構體。
[0081]根據本實施例的複合結構體製造裝置1，由於感應加熱線圈14a，14b以相互並聯的方式與所述電源連接，該情況與該感應加熱線圈14a，14b以相互串聯的方式連接的情況相比能夠降低電感(inductance)的總計值。這樣，由於能夠降低加在感應加熱線圈14a,14b上的電壓，所以不需使用高電壓作為所述電源，就能夠將加強部件3加熱成所述熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內，使該加強部件3處理能夠進行焊著的狀態。
[0082]並聯連接在所述電源上的感應加熱線圈14a，14b的數量並不限定在兩個，也可以設置三個以上的感應加熱線圈。
[0083]接著，就使用複合結構體製造裝置I製造所述複合結構體時的第三實施例進行說明。
[0084]在本實施例中，在圖1中所示的複合結構體製造裝置I中，如圖3所示使用具備分別具有不同加熱速度的感應加熱線圈18a，18b，18c的感應加熱器18來取代具備感應加熱線圈14a，14b的感應加熱器14。本實施例中使用的複合結構體製造裝置I除了使用感應加熱器18取代感應加熱器14之外，其餘的與圖1中所示的複合結構體製造裝置I具有完全相同的構成。
[0085]在本實施例中，通過組合分別具有不同加熱速度的三個感應加熱線圈18a，18b，18c,能夠在加熱加強部件3時分別控制低溫區域及高溫區域的各加熱速度。
[0086]如圖3所示，本實施例的感應加熱器18沿虛線箭頭所示的加強部件3的移動方向，從導入加強部件3的一側到導出加強部件3的一側依次具備第一感應加熱線圈18a，第二感應加熱線圈18b以及第三感應加熱線圈18c。這裡，感應加熱線圈18a，18b，18c以相互並聯的方式與電源19連接。
[0087]感應加熱線圈18a，18b，18c的各個感應加熱線圈的導線直徑、線圈半徑以及線圈單位長度的繞數均相同，僅各線圈的線圈長度不同。感應加熱線圈18a，18b，18c的各個長度Aa，Ab，Ac間的關係是Aa〈Ab〈Ac。從而形成越靠近導入加強部件3 —側的磁通密度越大、越靠近導出加強部件3 —側的磁通越小。
[0088]加強部件3在從被導入的一側向被導出的一側移動的同時，依次受感應加熱線圈18a，18b，18c加熱。這時的加強部件3及磁性體4的溫度變化示於圖4。
[0089]如圖4所示，在即將讓加強部件3導入到第一感應加熱線圈18a之前，加強部件3及磁性體4的溫度都是To。然後，將加強部件3導入到第一感應加熱線圈18a中使該加強部件3通過。這樣，磁性體4被第一感應加熱線圈18a感應加熱至溫度Tma。其結果，加強部件3被加熱至溫度Tra。
[0090]接著，將加強部件3導入到第二感應加熱線圈18b中使該加強部件3通過。這樣，磁性體4被第二感應加熱線圈18b感應加熱至溫度Tmb。其結果，加強部件3被加熱至溫度Trb0
[0091]這時，由於第二感應加熱線圈18b的磁通密度比第一感應加熱線圈18a的磁通密度小，因此第二感應加熱線圈18b的加熱速度比第一感應加熱線圈18a的加熱速度小。所以，在感應加熱線圈18a之後由感應加熱線圈18b感應加熱加強部件3，能夠將該加強部件3的溫度Trb控制在構成加強部件3的熱塑性樹脂的不足軟化溫度Ts但接近於該軟化溫度Ts的溫度區域內。
[0092]然後，將加強部件3導入第三感應加熱線圈18c並使該加強部件3通過。這樣，磁性體4受第三感應加熱線圈18c感應加熱至溫度Tmc。其結果，加強部件3被加熱至溫度Trc0
[0093]這時，由於第三感應加熱線圈18c的磁通密度比第二感應加熱線圈18b的磁通密度小，因此第三感應加熱線圈18c的加熱速度比第二感應加熱線圈18b的加熱速度小。所以，在感應加熱線圈18b之後由感應加熱線圈18c感應加熱加強部件3，能夠可靠地將加強部件3的溫度Trc控制在熱塑性樹脂的軟化溫度Ts以上且不足劣化溫度Td的溫度範圍內。
[0094]具有不同加熱速度的感應加熱線圈18a，18b，18c的數量並不限定在三個。也可以設置兩個感應加熱線圈或設置三個以上的感應加熱線圈。另外，也可以將感應加熱線圈18a，18b，18c設定成線圈長度都相同但構成線圈的導線的直徑、線圈半徑以及線圈單位長度的繞數不同，從而改變這些感應加熱線圈的磁通密度。
[0095]接著，就使用複合結構體製造裝置I製造所述複合結構體時的第四實施例進行說明。
[0096]在本實施例中，在圖1中所示的複合結構體製造裝置I中，如圖5所示使用具備分別具有不同加熱速度的感應加熱線圈18d，18e, 18f的感應加熱器18來取代具備感應加熱線圈14a，14b的感應加熱器14。本實施例中使用的複合結構體製造裝置I除了使用感應加熱器18取代感應加熱器14之外，其餘的與圖1中所示的複合結構體製造裝置I具有完全相同的構成。
[0097]在本實施例中，通過組合分別具有不同加熱速度的三個感應加熱線圈18d，18e，18f，能夠在加熱加強部件3時分別控制低溫區域及高溫區域的各個加熱速度。
[0098]如圖5所示，本實施例的感應加熱器18沿虛線箭頭所示的加強部件3的移動方向，從導入加強部件3的一側到導出加強部件3的一側，依次具備第一感應加熱線圈18d，第二感應加熱線圈18e以及第三感應加熱線圈18f。這裡，感應加熱線圈18d，18e, 18f以相互並聯的方式與電源19連接。
[0099]感應加熱線圈18d，18e，18f的各個感應加熱線圈的導線直徑、線圈半徑以及線圈單位長度的繞數均相同，僅各線圈的線圈長度不同。感應加熱線圈18d，18e，18f的各線圈長度Ad，Ae, Af間的關係是Ad>Ae>Af，從而形成越靠近導入加強部件3 —側的磁通密度越小、越靠近導出加強部件3 —側的磁通密度越大。
[0100]具有不同加熱速度的感應加熱線圈18d，18e，18f的數量並不限定在三個。也可以設置兩個感應加熱線圈或設置大於三個的感應加熱線圈。另外，也可以將感應加熱線圈18d，18e, 18f設定成線圈長度均相同但構成線圈的導線直徑、線圈半徑以及線圈單位長度的繞數不同，從而改變這些感應加熱線圈的磁通密度。
[0101]加強部件3在從被導入的一側向被導出的一側移動的同時，依次受感應加熱線圈18d，18e，18f加熱。這時的加強部件3及磁性體4的溫度變化示於圖6。
[0102]如圖6所示，在即將把加強部件3導入到第一感應加熱線圈18d之前，加強部件3及磁性體4的溫度都是To。然後，將加強部件3導入到第一感應加熱線圈18d中使該加強部件3通過。這樣，磁性體4被第一感應加熱線圈18d感應加熱至溫度TmcL其結果，加強部件3被加熱至溫度Trd。接著，將加強部件3導入到第二感應加熱線圈18e中使該加強部件3通過。這樣，磁性體4被第二感應加熱線圈18e感應加熱至溫度Tme。其結果，加強部件3被加熱至溫度Tre。
[0103]這時，由於第二感應加熱線圈18e的磁通密度比第一感應加熱線圈18d的磁通密度大，因此第二感應加熱線圈18e的加熱速度比第一感應加熱線圈18d的加熱速度大。所以，在感應加熱線圈18d之後由感應加熱線圈18e進行感應加熱，能夠對加強部件3進行急速加熱，從而將其溫度Tre控制在構成加強部件3的熱塑性樹脂的不足軟化溫度Ts但接近於該軟化溫度Ts的溫度區域內。
[0104]接著，將加強部件3導入到第三感應加熱線圈18f中使該加強部件3通過。這樣，磁性體4被第三感應加熱線圈18f感應加熱至溫度Tmf。其結果，加強部件3被加熱至溫度Trf。[0105]這時，由於第三感應加熱線圈18f的磁通密度比第二感應加熱線圈18e的磁通密度更大，因此第三感應加熱線圈18f的加熱速度比第二感應加熱線圈18e的加熱速度更大。所以，在感應加熱線圈18e之後由感應加熱線圈18f進行感應加熱，能夠對加強部件3進行急速加熱，從而能夠可靠地將其溫度Trf控制在所述熱塑性樹脂的軟化溫度Ts以上且不足劣化溫度Td的溫度範圍內。
[0106]在本實施例中，由於在所述熱塑性樹脂的軟化溫度Ts附近的高溫區域中對加強部件3進行急速加熱，因此能夠縮短該高溫區域的加強部件3的加熱時間。
[0107]另外，在所述各實施例中，將由長尺狀成型體5構成的加強部件3加熱到能夠進行焊著的狀態後，在與金屬板2進行接合的步驟中將該加強部件3切斷成規定長度。但是，在所述各實施例中，也可以將由事先被切斷成具有規定長度的成型體構成的加強部件3加熱成能夠焊著的狀態，並將該加強部件3接合到金屬板2上。
[0108]另外，在所述各實施例中，雖然使用金屬板2作為被加強部件3，但也可以採用合成樹脂制板材來取代金屬板2。
[0109]此外，在所述各實施例中，雖然均如圖2所示採用熱塑性樹脂制的長尺狀成型體5整體含有磁性體4的加強部件3，但是也可以採用如圖7所示的加強部件31。加強部件31由具有雙層結構的長尺狀成型體5構成。該雙層結構是指:在與金屬板2接觸的接觸部件51上層疊支承部件52。
[0110]加強部件31並不限定為雙層結構，也可以設置成在接觸部件51上層疊支承部件52從而形成三層以上的結構。
[0111]在加強部件31中，接觸部件51由例如苯乙烯類彈性體等熱塑性樹脂構成，接觸部件51中分散有磁性體4。磁性體4例如是直徑80?150 μ m、長度I?3mm的金屬纖維。磁性體4相對接觸部件51整體具有30?60%的質量比。例如可以舉出鐵素體不鏽鋼、鋼、鑄鐵、鋼鐵、鎳等作為構成所述金屬纖維的金屬。
[0112]另一方面，支承部件52由含有質量比20%的玻璃纖維的尼龍6等熱塑性樹脂構成。所以，在加強部件31中，接觸部件51構成比支承部件52柔軟性強的熱塑性樹脂(苯乙烯類彈性體)制的成型體。
[0113]接著根據加強部件31，只要接觸部件51被加熱到能夠焊著到金屬板2上的程度即可，無需對支承部件52進行加熱。所以，能夠降低加熱所需的能量。
[0114]加強部件31例如可以通過下述方法製得。首先，將顆粒狀的苯乙烯類彈性體和由金屬纖維構成的磁性體4混合成的混合物熔融，擠壓成型為棒狀。將製成的擠壓成型體裁斷形成第一顆粒。然後，將第一顆粒和由含有玻璃纖維的尼龍6構成的第二顆粒分別熔融。
[0115]接著，在上下重疊設置的兩個模具中的其中一模具中，將熔融了第一顆粒的第一熔融樹脂擠壓成型為板狀從而形成接觸部件51。與此同時，在另一方模具中將熔融了第二顆粒的第二熔融樹脂擠壓成型為板狀從而形成支承部件52。並且，通過冷卻固化，能夠製得由接觸部件51和支承部件52雙層結構構成的長尺狀的加強部件31。
[0116]加強部件31並不限定為雙層結構，也可以在接觸部件51上設置支承部件52從而形成三層以上的結構。
[0117]另外，也可以使用如圖8所示的加強部件32來取代圖7中所示的加強部件31。加強部件32具備以下構成:在圖7中所示的加強部件31中，接觸部件51由與金屬板2接觸的接觸層53和配設在接觸層53和支承部件52之間的中間層54，僅接觸層53中含有磁性體4。
[0118]在加強部件32中，接觸層53和中間層54例如由苯乙烯類彈性體等同一熱塑性樹脂構成。這裡，接觸層53例如相對加強部件3整體具有30?60%質量比的磁性體4，中間層54則完全不含磁性體4。
[0119]其結果，在加強部件32中，接觸部件51構成為:與支承部件52—側相比，在與接觸板2接觸的一側上含有多量磁性體4。另外，可以採用與加強部件31相同的材料作為磁性體4。
[0120]加強部件32並不限定於三層結構，也可以在接觸層53上面經由中間層54設置支承部件52從而形成三層以上的結構。
[0121]採用加強部件31與金屬板2接合時，變得柔軟的接觸部件51經由支承部件52受推壓輥16，16推壓。其結果，接觸部件51的厚度降低，有可能無法確保用於吸收加強部件31和金屬板2之間的膨脹率差異的足夠厚度。
[0122]但是，根據加強部件32，與所述各實施例相同該加強部件32受感應加熱後，含有磁性體4的接觸層53變得柔軟而容易產生變形。完全不含有磁性體4的中間層54則比接觸層53難以產生變形。所以，加強部件32因接觸層51而能夠確保用於吸收與金屬板2的膨脹率差異的足夠的厚度，從而能夠可靠地防止加強部件3從金屬板2剝離。
[0123]加強部件32例如可以通過下述方法製得。首先，將顆粒狀的苯乙烯類彈性體和由金屬纖維構成的磁性體4混合成的混合物熔融，擠壓成型為棒狀。將製成的擠壓成型體裁斷成第一顆粒。然後，將第一顆粒、僅由苯乙烯類彈性體構成的第二顆粒以及由含有玻璃纖維的尼龍6構成的第三顆粒分別熔融。
[0124]接著，在上下重疊設置的三個模具中的其中一模具中，將熔融了第一顆粒的第一熔融樹脂擠壓成型為板狀從而形成接觸層53。與此同時，在第二個模具中將熔融了第二顆粒的第二熔融樹脂擠壓成型為板狀從而在接觸層53上形成中間層54。並且，同時在第三模具中將熔融了第三顆粒的第三熔融樹脂擠壓成型為板狀從而在中間層54上形成支承部件52。
[0125]而且，通過使製得的層疊體冷卻固化，能夠製得具有接觸層53、中間層54和支承部件52的三層結構的長尺狀成型體5構成的加強部件32。
[0126]另外，也可以採用如圖9所示的加強部件33來取代圖7中所示的加強部件31。加強部件33具備以下構成:在圖7中所示的加強部件31中，支承部件52其內部含有未硬化的熱硬化樹脂層55。
[0127]加強部件31具備由含有所述玻璃纖維的尼龍6構成的支承部件52，支承部件52與由苯乙烯類彈性體構成的接觸部件51相比硬度較高。所以，在接觸部件51被焊著到金屬板2上時，加強部件31有可能在支承部件52處無法獲得足夠的形狀追隨性。
[0128]但是，通過採用加強部件33，支承部件52在其內部含有未硬化的熱硬化樹脂層55而使支承部件52具有適度的柔軟性，從而能夠在維持支承部件52的形狀的同時，能夠相對金屬板2具有足夠的形狀追隨性。熱硬化樹脂層55能夠在以後的步驟、例如是塗飾金屬板2的步驟等中受加熱從而產生硬化，能夠讓加強部件33具有所需的強度。
[0129]加強部件33例如可以通過下述方法製得。首先，將顆粒狀的苯乙烯類彈性體和由金屬纖維構成的磁性體4混合成的混合物熔融，擠壓成型為棒狀。將製成的擠壓成型體裁斷成第一顆粒。然後，將第一顆粒以及由含有玻璃纖維的尼龍6構成的第二顆粒分別熔融。
[0130]接著，在上下重疊設置的兩個模具中的其中一模具中，將熔融了第一顆粒的第一熔融樹脂擠壓成型為板狀從而形成接觸部件51。與此同時，在另一模具中將熔融了第二顆粒的第二熔融樹脂擠壓成型為在內部具有沿長度方向延伸的空腔部的板狀，從而形成支承部件52。
[0131]並且，將製得的層疊體冷卻並固化，將未硬化的熱硬化樹脂填充到所述空腔部內從而形成未硬化的熱硬化樹脂層55，由此能夠製得加強部件33。
【權利要求】
1.一種用於製造複合結構體的方法，該複合結構體由板狀的第一部件和肋狀的第二部件構成，所述製造方法的特徵在於，具備以下步驟: 將熱塑性樹脂製成型體導入到感應加熱裝置的步驟，所述第二部件具有與所述第一部件的一表面接觸的接觸部分，該第二部件由所述熱塑性樹脂製成型體構成，該熱塑性樹脂製成型體至少在所述接觸部分中含有磁性體； 由所述感應加熱裝置對所述第二部件進行感應加熱從而加熱所述接觸部分的步驟；和 從所述感應加熱裝置導出所述第二部件並將所述接觸部件接合到所述第一部件的一表面上的步驟。
2.根據權利要求1所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述第二部件是長尺寸部件。
3.根據權利要求1所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述第二部件具有加強所述第一部件所需的長度。
4.根據權利要求1所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述感應加熱裝置將所述接觸部分加熱到構成所述第二部件的熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
5.根據權利要求1所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述感應加熱裝置由多個感應加熱部構成。
6.根據權利要求5所述 的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述多個感應加熱部以互不相同的加熱速度對所述第二部件進行加熱。
7.根據權利要求6所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述多個感應加熱部以越靠近導入該第二部件的一側越小的加熱速度加熱所述第二部件、以越靠近導出該第二部件的一側越大的加熱速度加熱所述第二部件。
8.根據權利要求6所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述多個感應加熱部以越靠近導入該第二部件的一側越大的加熱速度加熱所述第二部件、以越靠近導出該第二部件的一側越小的速度加熱所述第二部件。
9.根據權利要求5所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述多個感應加熱部相互串聯連接。
10.根據權利要求5所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述多個感應加熱部相互並聯連接。
11.根據權利要求1所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述第二部件整體含有所述磁性體。
12.根據權利要求1所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述第二部件具備雙層結構，該雙層結構是指在由第一熱塑性樹脂製成型體構成的接觸部件上層疊由第二熱塑性樹脂製成型體構成的支承部件，在所述接觸部件中含有所述磁性體。
13.根據權利要求12所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述接觸部件由柔軟性比所述支承部件高的熱塑性樹脂製成型體構成。
14.根據權利要求13所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述接觸部件中，與所述支承部件側相比在與所述第一部件接觸的一側更多地含有所述磁性體。
15.根據權利要求14所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述接觸部件具備與所述第一部件接觸的接觸層和配設在所述接觸層和所述支承部件之間的中間層，並僅在所述接觸層中含有所述磁性體。
16.根據權利要求13所述的複合結構體的製造方法，其特徵在於，所述支承部件在內部含有未硬化的熱硬化樹脂層。
17.一種複合結構體的製造裝置，該複合結構體在板狀被加強部件的一方表面上具備由熱塑性樹脂構成的肋狀加強部件，該複合結構體的製造裝置的特徵在於，具備: 感應加熱裝置，通過對由至少在與所述被加強部件接觸的接觸部分含有磁性體的熱塑性樹脂製成型體構成的第二部件感應加熱，來將所述加強部件的所述接觸部加熱到能夠被焊著到所述被加強部件上的溫度； 導入機構，將所述加強部件導入到所述感應加熱裝置中；以及 推壓機構，從所述感應加熱裝置導出所述加強部件，推壓所述被加強部件的一方表面從而通過所述接觸部將所述加強部件焊著到所述被加強部件上。
18.根據權利要求17所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於，所述感應加熱裝置將所述加強部件的至少所述接觸部加熱到構成所述加強部件的熱塑性樹脂的軟化溫度以上且不足劣化溫度的溫度範圍內。
19.根據權利要求17所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於，所述感應加熱裝置由多個感應加熱部構成。
20.根據權利要求19所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於，所述多個感應加熱部的各磁通密度互不相同。
21.根據權利要求20所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於，所述多個感應加熱部越靠近導入所述加強部件的一側磁通密度越小、越靠近導出該加強部件的一側磁通密度越大。
22.根據權利要求20所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於，所述多個感應加熱部越靠近導入所述加強部件的一側磁通密度越大、越靠近導出該加強部件的一側磁通密度越小。
23.根據權利要求19所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於，所述多個感應加熱部相互串聯連接。
24.根據權利要求19所述的複合結構體的製造裝置，其特徵在於所述多個感應加熱部相互並聯連接。
【文檔編號】B29C65/32GK103770327SQ201310498702
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2012年10月22日
【發明者】鴫原智彥, 星野孝之, 筏井陽介, 加美勇輝, 村川敏浩 申請人:本田技研工業株式會社