JP6402920B2 - 超音波加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形部品付き繊維加工品、成形部品付き繊維加工品の製造方法及び超音波加工装置に関する。

車両内において、シートベルトやストラップベルト等のベルト類が、様々な用途で用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。例えば、シートベルトは、シートに着座した乗員の身体を、シートから投げ出されないように拘束するために利用されている。また、ストラップベルトは、車両の三列目シートの跳ね上げ等の用途に用いられている。

この種のベルト類としては、特許文献１に示されるように、熱可塑性樹脂の織物からなる帯状の繊維基材と、この繊維基材の端部にインサート成形により取り付けられる樹脂製の成型部品とを備えるものがある。

なお、帯状の繊維基材の原反から、所定の長さ分だけ繊維基材を切り出す装置としては、特許文献３に示されるような、超音波振動を出力するホーンと切断刃とを利用した超音波切断機が知られている。

特開２００２−３６２２０７号公報 特開２００９−２８６３３５号公報 特開平４−２０１１９７号公報

上記のような織物からなる帯状の繊維基材は、織り密度の誤差等により、大きさがばらつき易い。そのため、繊維基材の端部をインサート成形型に挿着しようとしても、繊維基材の端部の幅がばらつくため、繊維基材の端部が大き過ぎてインサート成形型の挿着口に入りきらない場合や、繊維基材の端部が小さ過ぎて挿着口との間に隙間ができてしまうことがあった。

繊維基材の端部が大き過ぎた場合、その繊維基材は廃棄せざるを得なかった。また、繊維基材の端部が小さ過ぎた場合、挿着口との間にできた隙間から樹脂が漏れ出し、成形部品にバリ等が形成されることがあった。

また、場合によっては、インサート成形型の挿着口を、繊維基材の端部よりも予め大きく設定しておき、繊維基材の端部を中子と共に、インサート成形型に挿着することも考えられる。しかしながら、このような方法では、繊維基材の端部のばらつきに合せて、中子を複数個用意する必要がある。しかも、インサート成形毎に繊維基材の端部に合せて中子を選択し、更にその中子と共に繊維基材の端部をインサート成形型に挿着しなければならず、作業性が悪いという問題があった。

本発明の目的は、帯状の繊維基材の端部に、インサート成形による成形部品が取り付けられてなる成形部品付き繊維加工品を、バリ等の成形不良が形成されることなく、効率的に製造することが可能な技術を提供することである。

本発明に係る成形部品付き繊維加工品の製造方法は、帯状の繊維基材の端部がインサート成形型に挿着されて、前記端部にインサート成形による成形部品が取り付けられてなる成形部品付き繊維加工品の製造方法であって、前記繊維基材の端部が挿着される前記インサート成形型の挿着口の口幅が、前記繊維基材の幅方向の最小許容値に合せて設定されており、前記繊維基材の端部が、幅方向において最小許容値の長さとなるように切断されて、前記挿着口に対して隙間なく嵌るように大きさが揃えられる整形工程を有することを特徴とする。前記成形部品付き繊維加工品の製造方法によれば、挿着口と繊維基材の端部との間に不要な隙間が形成されないため、インサート成形型から挿着口を通って外部に成形樹脂が漏れ出して、成形部品にバリ等の成形不良が発生することが抑制される。また、前記成形部品付き繊維加工品の製造方法によれば、インサート成形するために繊維基材毎に中子を用意する必要がなく、確実かつ効率的に成形部品付き繊維加工品を製造することができる。

また、本発明に係る成形部品付き繊維加工品は、帯状の繊維基材の端部に、インサート成形による成形部品が取り付けられてなる成形部品付き繊維加工品であって、前記繊維基材の端部は、幅方向において最小許容値の長さに切断された整形端部となっており、前記整形端部に前記成形部品が取り付けられていることを特徴とする。成形部品付き繊維加工品が、このような構成を備えていると、インサート成形型を利用してバリ等を発生させることなく繊維基材の整形端部に成形部品を効率的に形成することができる。

また、本発明に係る超音波加工装置は、熱可塑性樹脂からなる帯状の繊維基材の途中部分からなる加工対象部位が載せられる受け治具と、超音波振動を出力し、前記受け治具との間で前記加工対象部位を加圧しながら前記加工対象部位を切断するホーンとを備える超音波加工装置であって、前記受け治具は、前記繊維基材を幅方向に横切るように配され、前記繊維基材を所定の長さで切断して、前記繊維基材に端部を形成する端末切断刃と、前記端末切断刃から前記繊維基材の長手方向に延びる第１切断刃と、この第１切断刃から前記繊維基材の幅方向に延びる第２切断刃とを含み、前記繊維基材の幅方向の長さを、最小許容値の長さとなるように切断して、前記繊維基材の端部を整形する整形刃とを有することを特徴とする。前記超音波加工装置によれば、ホーン及び受け治具を利用して、繊維基材を所定の長さで切断する際に、繊維基材の端部を、インサート成形型の挿着口に隙間なく嵌るような大きさ（最小許容値の幅）に整形することができる。

前記超音波加工装置において、前記端末切断刃は、両刃形状をなすことが好ましい。端末切断刃が両刃形状であると、繊維基材を長手方向において、所定の長さとなるように所定の位置で２つに切り分け易い。

本発明によれば、帯状の繊維基材の端部に、インサート成形による成形部品が取り付けられてなる成形部品付き繊維加工品を、バリ等の成形不良が形成されることなく、効率的に製造することが可能な技術を提供することができる。

ストラップベルトの部分斜視図 ベルト本体部の端部の拡大平面図 超音波加工装置のブロック図 受け治具の平面図 受け治具の斜視図 載置治具及び受け治具上に繊維基材を載せてセットした状態を模式的に表した超音波加工装置の断面図 加工対象部位の繊維基材がホーンと受け治具の端末切断刃及び整形刃との間で挟み付けられて切断される状態を模式的に表した超音波加工装置の断面図 加工対象部位の繊維基材がホーンと受け治具の端末切断刃及び円筒刃との間で挟み付けられて切断及び取付孔が穿設される状態を模式的に表した超音波加工装置の断面図 インサート成形型（下型）に設けられた挿着口に繊維基材の端部が挿着された状態を模式的に表した説明図

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を、図１乃至図９を参照しつつ説明する。本実施形態では、成形部品付き繊維加工品、繊維部品付き繊維加工品の製造方法、及び成形部品付き繊維加工品に利用される繊維基材を原反から切り出しつつ端部を整形する超音波加工装置について例示する。

先ず、成形部品付き繊維加工品について説明する。本実施形態では、成形部品付き繊維加工品として、ストラップベルト１を例示する。

図１は、ストラップベルト１の斜視図である。ストラップベルト１は、車両シートの跳ね上げ等に利用されるものであり、扁平な繊維基材が加工されたベルト本体部２と、ベルト本体部２の一方の端部（先端部）２ａに、インサート成形により取り付けられるハンドル部（バックル、成形部品の一例）とを備えている。なお、図１には、表側から見た状態のストラップベルト１の斜視図が示されている。

ベルト本体部２は、熱可塑性樹脂（例えば、ポリアミド、ＰＥＴ等のポリエステル）製の帯状（長手状）の織物からなる繊維基材２Ａからなり、柔軟性、伸縮性、可撓性等の特性を備えている。繊維基材２Ａは、熱可塑性樹脂製の繊維が複数本束ねられてなる縦糸（長手方向に配される糸）と、横糸（短手方向に配される糸）とが交互に組み合わされたものからなる。このような繊維基材２Ａとしては、熱可塑性樹脂繊維を含む公知の織物が用いられる。

図２は、ベルト本体部２の端部２ａの拡大平面図である。ベルト本体部２の一方の端部２ａには、ハンドル部３を取り付けるための取付孔２ｂが設けられている。取付孔２ｂは、繊維基材２Ａの端部２ａを厚み方向に貫通するように、繊維基材２Ａの幅方向（短手方向）に並ぶ形で２個設けられている。

ベルト本体部２の他方の端部２ｃは、長手状の扁平な繊維基材２Ａの端部１２Ａが折り返されて繊維基材２Ａ同士が重なり合った部分からなる。そして、繊維基材２Ａ同士は、互いに溶着（面溶着）されている。

ベルト本体部２の端部２ｃには、車両シートに固定される際に利用される孔部２ｄが設けられている。孔部２ｄは、繊維基材２Ａ同士が重なり合った部分からなるベルト本体部２の端部２ｃを厚み方向に貫通するように、１個設けられている。

また、ベルト本体部２の端部２ｃ寄りの部分には、裏面２ｅ側から伸縮性を有するゴムバンド２Ｂが取り付けられている。ゴムバンド２Ｂは、ゴム紐を含む扁平で短い帯状をなし、長手方向に沿って伸縮する。このゴムバンド２Ｂは、外側が熱可塑性樹脂製の繊維で被覆された状態となっている。ゴムバンド２Ｂの長手方向における両端は、繊維基材２Ａの裏面２ｅにそれぞれ溶着されている。なお、ゴムバンド２Ｂが取り付けられている部分（被取付部）２ｇのベルト本体部２は、長さに余裕があり、ゴムバンド２Ｂとの間に隙間ができるように表面２ｆ側に盛り上がった状態となっている。

ハンドル部（成形部品）３は、乗員がストラップベルト１を操作する際に把持する部分であり、熱可塑性樹脂製のハンドル部３が、ベルト本体部２の端部２ａにインサート成形を利用して取り付けられている。

なお、ベルト本体部２の端部２ａは、幅方向において、繊維基材２Ａの許容される最小値の長さ（最小許容値）となるように、整形前の繊維基材２Ａの端部から余計な部分が切断されており、切り欠き部２ａ１が形成されている。そのため、ベルト本体部２の端部２ａは、インサート成形に利用される金型（インサート金型）の挿着口に対して隙間なく嵌ることができる。このように金型の挿着口に対して隙間なく嵌るように整えられた端部２ａを、特に整形端部２ａと称する場合がある。挿着口の口幅は、繊維基材２Ａの整形端部２ａの長さに合せて設定されている。

繊維基材２Ａの幅（幅方向の長さ）は、織り密度の誤差等により、通常、基準寸法に対して数ミリｍｍ程度増減するため、誤差が生ずる。このような誤差は、同じ原反から切り出された繊維基材２Ａであっても発生する。本実施形態の場合、基準寸法２０ｍｍに対して、±１ｍｍの誤差が生ずる。そのため、本実施形態では、繊維基材２Ａの端部２ａの幅Ｗ１は、最小許容値である１９ｍｍに揃えられる。

整形前の繊維基材２Ａの端部から、切り取られる部分の長手方向の長さＬ１は、インサート成形型に挿着される部分の長手方向の長さ（挿着口に挿入される部分の長手方向の長さ）に応じて、適宜、設定される。

上述したハンドル部３の一部は、取付孔２ｂを貫通した状態となっており、ハンドル部３は、その貫通した部分等を利用してベルト本体部２の整形端部２ａに対して固着されている。

このようなストラップベルト１に利用されるベルト本体部２は、以下に示される超音波加工装置を用いて、繊維基材２Ａの原反からから、端部２ａが整形されつつ所定の長さ分だけ切り出される。以下、超音波加工装置の詳細を説明する。

図３は、超音波加工装置１０のブロック図である。超音波加工装置１０は、ストラップベルト１に利用されるベルト本体部２のための繊維基材２Ａを原反から切り出しつつ、それと同時に、インサート成形用に端部２ａを整形するための装置である。この超音波加工装置１０は、自動車用部品組立工場等に設置される。

超音波加工装置１０は、主として、ホーンユニット２０、受け治具３０を備えている。そして更に、超音波加工装置１０は、電力供給部４０、制御部５０、ＸＹＺ移動機構６０、載置台７０等を備えている。

ホーンユニット２０は、主として、ホーン２１、ブースター２２、振動子２３、及びホルダ２４を備えている。ホーン（共鳴体）２１は、ホーンユニット２０の下端に配される部分であり、振動子２３から出力された超音波振動を受けて振動する部分となっている。ホーン２１は、受け治具３０との間で、受け治具３０上に載せられた繊維基材２Ａの途中部分を挟んで加圧しながら超音波振動を出力して切断する。ホーン２１は金属製であり、全体的には角柱状をなしている。ホーン２１の先端面（下端面）２１ａは、平坦面となっており、繊維基材２Ａの上面（表面）２ｆ側に宛がわれる。

振動子２３は、圧電素子等から構成され、電力供給部４０により駆動される。ホーン２１と振動子２３との間には、振幅を調整するためのブースター２２が組み込まれている。ホルダ２４は、ホーンユニット２０をＸＹＺ移動機構６０に取り付けるためのものであり、ブースター２２付近に設けられている。

図４は、受け治具３０の平面図であり、図５は、受け治具３０の斜視図である。受け治具（アンビル）３０は、金属製であり、載置台７０（図３等参照）の平坦な載置面７０ａ上に載せられた状態で固定されている。このような受け治具３０に対して、図示されない巻取装置に巻き取られている繊維基材２Ａの原反から、所定の長さの繊維基材２Ａが引き出されて載置される。なお、本明細書において、受け治具３０と重なるように載せられる繊維基材２Ａの途中部分を、加工対象部位Ｘ１と称する場合がある。

受け治具３０は、載置台７０上に固定される角柱状の本体部３１と、この本体部３１の上面３１ａにそれぞれ立設される、端末切断刃３２、第１切断刃３３及び第２切断刃３４を含む整形刃３５、一対の円筒刃３６，３６を備えている。

端末切断刃３２は、長手方向に続いた繊維基材２Ａの途中部分をホーン２１との間で挟み付けて切断して、ストラップベルト１に利用するための所定長さの繊維基材２Ａを、原反から切り出すものである。端末切断刃３２は、本体部３１の平坦な上面３１ａから上方（ホーン２１側）に向かって突出した形をなしており、繊維基材２Ａを幅方向（短手方向、Ｙ軸方向）に横切るように本体部３１上に立設されている。端末切断刃３２の先端は、両刃状に尖った形をなしており、繊維基材２Ａを原反側と、切り出した側とに精度よく切り分けることができる。

整形刃３５は、端末切断刃３２により繊維基材２Ａが長手方向で切断されると同時に、切り出される側の繊維基材２Ａにおいて、最終的に端部２ａとなる部分の幅方向の長さを、最小許容値の長さとなるように前記部分をホーン２１との間で挟み付けて切断して、端部（整形端部）２ａを形成するものである。

整形刃３５は、上述したように、第１切断刃３３と、第２切断刃３４とを備えている。第１切断刃３３は、繊維基材２Ａの幅方向に沿って延びる端末切断刃３２から、繊維基材２Ａの長手方向に沿って延びた状態で、本体部３１の上面３１ａ上に立設されている。第１切断刃３３は、繊維基材２Ａの一方の側縁（手前側の側縁）寄りに配設されている。第１切断刃３３は、本体部３１の平坦な上面３１ａから上方（ホーン２１側）に向かって突出した形をなしており、第１切断刃３３の先端は、片刃状に尖った形をなしている。第１切断刃３３の先端形状は、図４に示されるように平面視した際に、手前側が傾斜面であり、奥側が垂直面となるような片刃状をなしている。

なお、図４に示されるように、端末切断刃３２の奥側の一端から、整形刃３５の第１切断刃３３と交わる部分までの長さＷ１０は、繊維基材２Ａの幅方向の最小許容値Ｗ１に設定されている。

第２切断刃３４は、端末切断刃３２側ではない方の第１切断刃３３の端部から、手前側に向かって繊維基材２Ａの幅方向に沿って延びた状態で、本体部３１の上面３１ａ上に立設されている。第２切断刃３４は、本体部３１の平坦な上面３１ａから上方（ホーン２１側）に向かって突出した形をなしており、第２切断刃３４の先端は、片刃状に尖った形をなしている。第２切断刃３４の先端形状は、図４に示されるように平面視した際に、右側が傾斜面であり、左側が垂直面となるような片刃状をなしている。

なお、図４に示されるように、第１切断刃３３が端末切断刃３２と交わる部分から、第２切断刃３４が第１切断刃３３と交わる部分までの長さＬ１０は、切り取られる部分の長手方向の長さＬ１、つまり、インサート成形型に挿着される部分の長さ（挿着口に挿入される部分の長さ）に応じて設定されている。

円筒刃３６は、端末切断刃３２及び整形刃３５が繊維基材２Ａをホーン２１との間で挟み付けて切断する際に、最終的に切り出された側の繊維基材２Ａの端部２ａとなる部分に、ハンドル部３を取り付けるための取付孔２ｂを形成するためのものである。

一対の円筒刃３６は、繊維基材２Ａの幅方向（短手方向）に沿って並んだ状態で、本体部３１の上面３１ａ上に立設されている。円筒刃３６は、本体部３１の平坦な上面３１ａから上方（ホーン２１側）に向かって突出した形をなしており、円筒刃３６の先端は、円環をなしつつ片刃状に尖った形をなしている。円筒刃３６の先端形状は、図４に示されるように平面視した際に、外側が傾斜面であり、内側が垂直面となるような片刃状をなしている。

後述するように、円筒刃３６の内側には、上下方向に貫通する円筒刃貫通孔３６ａが形成されており、この貫通孔は、本体部３１の内部に形成されている上下方向に貫通した本体部貫通孔に接続されている。

本体部３１の上面３１ａに立設されている端末切断刃３２、整形刃３５（第１切断刃３３及び第２切断刃３４）、円筒刃３６の各高さ位置（上面３１ａからの高さ位置）は、同じに設定されている。

受け治具３０は、載置台７０上に、図示されない固定手段を用いて、取り付け及び取り外しが可能な状態で固定されている。このような構成とすることで、受け治具３０が摩耗等によって交換が必要となった場合に、容易に新たな物に取り換えることができる。

載置台７０上には、受け治具３０以外に、繊維基材２Ａを所定位置にセットした状態で支えるための載置治具１３１，１３２が設置されている。載置治具１３１，１３２は、金属製であり、受け治具３０を間に置く形で、受け治具３０と共に一列に並ぶように設置されている。

電力供給部４０は、発振器等を備えて構成されており、制御部５０からの指示に応じて所定周波数の電力（電圧）を発振し、その電力を振動子２３に供給する。振動子２３は、電力供給部４０より電力が供給されると、所定の超音波振動を発生する。

制御部５０は、超音波加工装置１０の各構成の動作制御を行う部分であり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等を備えたコンピュータによって構成される。制御部５０は、ＲＯＭ等に記憶された各種プログラムに基づいて、各種の処理を実行する。

なお、制御部５０が備えるＲＯＭ等の記憶部には、加工対象部位Ｘ１に対して予め定められている振動条件が記録されている。振動条件としては、加工対象部位Ｘ１に対応した超音波振動の出力、超音波振動の出力時間等の情報が含まれている。

ＸＹＺ移動機構６０は、制御部５０からの指示に応じてホーンユニット２０をＸＹＺの三方向に移動させるものである。ＸＹＺ移動機構６０は、エアシリンダ、電動シリンダ等の公知の移動手段により構成される。ＸＹＺ移動機構６０は、ホーンユニット２０のホルダ２４に固定されており、ＸＹＺ移動機構６０が作動することで、ホーンユニット２０（ホーン２１）がＸＹＺ方向に移動することができる。

本明細書において「Ｘ方向」は、超音波加工装置１０の左右方向（図３の左右方向）に対応し、「Ｙ方向」は、超音波加工装置１０の前後方向（図３の紙面に垂直な方向）に対応し、「Ｚ方向」は、超音波加工装置１０の上下方向（図３の上下方向）に対応する。また、図３に示される超音波加工装置１０は、正面側から見た状態である。

なお、ＸＹＺ移動機構６０は、加工対象部位Ｘ１に対して予め定められている移動条件に基づいて駆動する。前記移動条件は、制御部５０が備えるＲＯＭ等の記憶部に記録されている。

載置台７０は、加工対象物である繊維基材２Ａが受け治具３０を介して載せられる部分であり、床面上に設置される。載置台７０の上面は水平であり、受け治具３０等が載せられる載置面７０ａとなっている。なお、上述した電力供給部４０や制御部５０は、載置台７０の内部に配されている。

その他、超音波加工装置１０は、タッチパネル機能を備えた表示入力部（不図示）等も備えており、この表示入力部を利用して、上述した記憶部に振動条件、移動条件等が入力される。

次いで、超音波加工装置１０を用いた加工対象部位Ｘ１の加工工程（繊維基材２Ａの端部２ａの整形工程）を説明しながら、超音波加工装置１０の各構成や動作を説明する。

超音波加工装置１０では、先ず、ＸＹＺ移動機構６０が作動して、ホーンユニット２０が初期位置で待機する。本実施形態の場合、ホーンユニット２０の初期位置は、ホーン２１の先端面２１ａが受け治具３０と離間した状態で対向するように、受け治具３０の上方に設定されている。ＸＹＺ移動機構６０のＺ軸方向の移動距離は、予め一定値に設定されている。

次いで、作業者により、図示されない巻取装置に巻き取られている原反から、繊維基材２Ａが引き出され、その繊維基材２Ａが、載置治具１３１、受け治具３０及び載置治具１３２に載せられる形でセットされる。図６は、載置治具１３１，１３２及び受け治具３０上に繊維基材２Ａを載せてセットした状態を模式的に表した超音波加工装置１０の断面図である。

前記巻取装置は、載置治具１３２の右側方に配設されている。上記のように繊維基材２Ａがセットされた際、原反から引き出された繊維基材２Ａの端部が、図示されない他の載置治具上に載せられて位置決めされることにより、原反から必要な長さ分だけ繊維基材２Ａが引き出される。前記他の載置治具は、載置治具１３１の左側方に配設されている。

載置治具１３１の上面１３１ａに載せられている繊維基材２Ａは、繊維基材２Ａを幅方向から挟むように配設されている一対の規制部１３１ｂにより、幅方向が位置決めされている。繊維基材２Ａの側縁が、図６等に示される奥側の規制部１３１ｂに宛がわれることにより、受け治具３０上における繊維基材２Ａの位置が正規位置に配置される。ここでいう繊維基材２Ａの正規位置とは、繊維基材２Ａの奥側の側縁位置が、端末切断刃３２の奥側の端部位置３２ａ（図４参照）に合せられている状態の繊維基材２Ａの位置である。一対の規制部１３１ｂは、上面１３１ａよりも段差状に盛り上がりつつ、繊維基材２Ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って互いに平行に配設されている。

また、載置治具１３２の上面１３２ａ上に載せられている繊維基材２Ａは、上方から覆う形で規制するプレート状の規制部１４１により、高さ位置が規制されている。規制部１４１は、載置治具１３２の右端に設けられており、規制部１４１と上面１３２ａとの間には隙間が形成される。その隙間に、原反から引き出された繊維基材２Ａの端部が挿し通され、更にその繊維基材２Ａが、回転自在なローラ部１４３により、上方から軽く押えられる。ローラ部１４３は、載置治具１３２の上部に立設されている支持部１４２によって回転自在な状態で支持されている。

なお、載置治具１３１の上面１３１ａに載せられた繊維基材２Ａは、規制部１３１ｂで位置決めされつつ、押え手段９５（図７参照）を利用して上方から押え付けられる形で固定される。押え手段９５は、回転自在な車輪状をなした部分を有しており、その部分で繊維基材２Ａを上方から押える構成となっている。押え手段９５は、超音波加工装置１０の前後方向（Ｙ軸方向）に手動により移動自在に設けられており、載置台７０の奥側から必要に応じて、引き出すことが可能である。

上記のように、繊維基材２Ａがセットされた後、ホーン２１が受け治具３０に向かって下降し、繊維基材２Ａの加工対象部位Ｘ１が、ホーン２１の先端面２１ａと、端末切断刃３２、整形刃３５及び円筒刃３６との間で挟み付けられて超音波加工が施される。

図７は、加工対象部位Ｘ１の繊維基材２Ａがホーン２１と受け治具３０の端末切断刃３２及び整形刃３５との間で挟み付けられて切断される状態を模式的に表した超音波加工装置１０の断面図であり、図８は、加工対象部位Ｘ１の繊維基材２Ａがホーン２１と受け治具３０の端末切断刃３２及び円筒刃３６との間で挟み付けられて切断及び取付孔２ｂが穿設される状態を模式的に表した超音波加工装置１０の断面図である。

なお、図７に示される受け治具３０は、図４のＡ−Ａ線断面図に相当し、また、図８に示される受け治具３０は、図４のＢ−Ｂ線断面図に相当する。

上記のように、加工対象部位Ｘ１がホーン２１と受け治具３０との間で挟み付けられるとで、繊維基材２Ａの端部２ａ整形工程が行われる。

この工程では、端末切断刃３２によって、原反からベルト本体部２用の所定長さの繊維基材２Ａが切り出されると共に、繊維基材２Ａの加工前の端部が、幅方向において最小許容の長さとなるように、整形刃３５の第１切断刃３３及び第２切断刃３４によって、余計な部分が切り取られる。そして、更にこの工程では、円筒刃３６により、繊維基材２Ａが刳り抜かれて、貫通孔状の取付孔２ｂが形成される。

この工程では、制御部５０からの指令により、ＸＹＺ移動機構６０が作動して、初期位置にあるホーンユニット２０が、受け治具３０に向かって接近し、ホーン２１の先端面２１ａが、受け治具３０の端末切断刃３２等との間で挟むように加工対象部位Ｘ１を上面（表面）２ｆ側から圧接する。

また、その際、制御部５０からの指令により、電力供給部４０が作動し、ホーン２１が受け治具３０との間で加工対象部位Ｘ１を挟み付けた状態で、所定時間、所定の超音波振動を出力する。

そして、加工対象部位Ｘ１は、ホーン２１の先端面２１ａと、受け治具３０の第１切断刃３２、整形刃３５（第１切断刃３３，第２切断刃３４）及び円筒刃３６との間で挟まれて加圧されながら、ホーン２１より所定の超音波振動を受けることになる。すると、加工対象部位Ｘ１の繊維基材２Ａが原反側から切り離されるように切断されると同時に、繊維基材２Ａの端部２ａが整形刃３５により整形され、かつ繊維基材２Ａの端部２ａに円筒刃３６による取付孔２ｂが形成される（図２参照）。

なお、円筒刃３６により、繊維基材２Ａが刳り抜かれることで発生する端材は、自重で、円筒刃３６の内側にある円筒刃貫通孔３６ａから、円筒刃貫通孔３６ａと連なっている本体部貫通孔３１ｂを通って、外部へ排出される。載置台７０には、本体部貫通孔３１ｂと連なる貫通孔７０ｂが穿設されており、上述した端材は、本体部貫通孔３１ｂから貫通孔７０ｂを通って外部へ排出される。

ホーン２１を備えたホーンユニット２０は、上述したよう超音波加工を加工対象部位Ｘ１に施した後、制御部５０からの指令により、ＸＹＺ移動機構６０が作動して、受け治具３０から離れるように上昇して、再び初期位置へ戻される。

以上のように、本実施形態の超音波加工装置１０によれば、原反からベルト本体部２に利用される所定長さの繊維基材２Ａを切り離すと同時に、繊維基材２Ａの端部２ａの形状を、インサート成形型の挿着口に対して隙間なく嵌るように整形し、かつ端部２ａにハンドル部３を取り付けるための取付孔２ｂを穿設することができる。このような超音波加工装置１０によれば、ベルト本体部２に利用される繊維基材２Ａを原反から切り離す際に、効率よく、端部２ａの整形及び取付孔２ｂの形成を行うことができる。

次いで、図９を参照しつつ、繊維基材２Ａの端部２ａに、インサート成形によりハンドル部（成形部品）３を取り付ける工程を説明する。図９は、インサート成形型（下型）１００に設けられた挿着口１０１に繊維基材２Ａの端部２ａが挿着された状態を模式的に表した説明図である。図９には、インサート成形型（下型）１００の型面の一部が模式的に示されている。

図９に示されるように、繊維基材２Ａの端部２ａは、インサート成形型（下型）１００に設けられている挿着口１０１に隙間なく嵌められている。そして、このような状態の繊維基材２Ａを挿着した状態で、インサート成形型１００が型締めされ、インサート成形型１００内のキャビティ１０２に溶融した熱可塑性樹脂が充填される。繊維基材２Ａの端部２ａは、インサート成形型１００の挿着口１０１に対して隙間なく嵌っているため、インサート成形型１００内から樹脂が挿着口１０１を通って外部に漏れだすことが防止されている。そのため、ハンドル部３（特に、ハンドル部３と繊維基材２Ａの端部２ａとの固定部分）に成形不良の原因となるバリ等が形成されることが防止される。

このように、繊維基材２Ａの端部２ａの幅を、予め最小許容値に設定し、かつ挿着口１０１の口幅を、最小許容値の端部２ａの幅に合わせて設定することで、繊維基材２Ａの端部２ａを、確実にインサート成形型１００の挿着口に挿着することができ、ひいては確実に繊維基材２Ａの端部２ａに、ハンドル部（成形部品）３を形成することができる。そのため、このような方法によれば、ストラップベルト（成形品付き繊維加工品）１を効率的に製造することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、繊維基材２Ａの加工前の端部に対して、一方の側縁に切り欠き部２ａ１を形成して端部２ａの幅を最小許容値に設定していたが、他の実施形態においては、これに限られない。例えば、繊維基材２Ａの加工前の端部に対して、両方の側縁に切り欠き部を形成して端部の幅を最小許容値に設定してもよい。

（２）上記実施形態では、端末切断刃３２は、両刃状に尖った形をなしていたが、他の実施形態においては、片刃状に尖った形をなしていてもよい。但し、繊維基材２Ａを長手方向において所定の長さとなるように所定の位置で２つに切り分け易い等の理由により、端末切断刃３２としては、両刃状に尖った形をなしている方が好ましい。

（３）上記実施形態において、ＸＹＺ移動機構６０により、ホーン２１が受け治具３０等に対して相対的に接近又は離間するようにホーン２１（ホーンユニット２０）を移動させていたが、他の実施形態においては、載置台７０側を移動させることにより、ホーン２１が受け治具３０等に対して相対的に接近又は離間するように構成してもよい。

（４）上記実施形態では、ストラップベルトのベルト本体部を加工するものであったが、本発明はこれに限られず、繊維基材を使用する他の物を加工するものであってもよい。

１…ストラップベルト、２…ベルト本体部、２Ａ…繊維基材、２ａ…繊維基材の端部、２ａ１…切り欠き部、１０…超音波加工装置、２０…ホーンユニット、２１…ホーン、２２…ブースター、２３…振動子、３０…受け治具、３１…本体部、３２…端末切断刃、３３…第１切断刃、３４…第２切断刃、３５…整形刃、３６…円筒刃、４０…電力供給部、５０…制御部、６０…ＸＹＺ移動機構（移動機構）、７０…載置台、７０ａ…載置面、１００…インサート成形型、１０１…挿着口、Ｘ１…加工対象部位

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂からなる帯状の繊維基材の途中部分からなる加工対象部位が載せられる受け治具と、
   超音波振動を出力し、前記受け治具との間で前記加工対象部位を加圧しながら前記加工対象部位を切断するホーンとを備える超音波加工装置であって、
   前記受け治具は、
   前記繊維基材を幅方向に横切るように配され、前記繊維基材を所定の長さで切断して、前記繊維基材に端部を形成する両刃状の端末切断刃と、
   前記端末切断刃から前記繊維基材の長手方向に延びる片刃状の第１切断刃と、この第１切断刃から前記繊維基材の幅方向に延びる片刃状の第２切断刃とを含み、前記端末切断刃によって切り取られる前記繊維基材の端部において、前記第１切断刃によって前記繊維基材を長手方向に切断することにより、前記繊維基材の幅方向の長さを、前記端末切断刃の奥側の一端から前記第１切断刃と交わる部分までの長さに基づいて、インサート成形型の挿着口に対して隙間なく嵌る大きさである最小許容値の長さとなるように、前記第２切断刃によって前記繊維基材を幅方向に切断することにより、前記繊維基材の端部の長手方向の長さを、前記第１切断刃が前記端末切断刃と交わる部分から前記第２切断刃が前記第１切断刃と交わる部分までの長さに基づいて、前記インサート成形型に挿着される部分の長手方向の長さとなるように切断して、前記繊維基材の端部をインサート成形用に整形する整形刃とを有することを特徴とする超音波加工装置。
2. 前記第１切断刃は、前記繊維基材の一方の側縁寄りに配され、その先端が、前記繊維基材の一方の側縁寄り側が傾斜面となる片刃状をなし、
   前記第２切断刃は、その先端が、前記繊維基材の前記端部側が傾斜面となる片刃状をなしている請求項１に記載の超音波加工装置。

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