JP2001502622A

JP2001502622A - フロアマットにヒールパッドを結合する道具類と方法

Info

Publication number: JP2001502622A
Application number: JP53584398A
Authority: JP
Inventors: ベイリー，ボブ; レイリー，デビッド，ジー．; ニコル，ドナルド，ジェー．
Original assignee: レースマークインターナショナルインコーポレイテッド; ベイリー，ボブ
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2001-02-27
Also published as: US5938873A; WO1998035817A1; EP1007332A1

Abstract

(57)【要約】ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に振動により結合する工具（１０）は、第１領域（１４）と、第２領域（１６）を有するプラテン（１２）を含む。第１ピン群（１８）がプラテン（１２）の第１領域（１４）から延長し、第２ピン群（２０）がプラテンの第２領域（１６）から延長している。第１ピン群（１８）は第２ピン群（２０）に対して非平行に配置されている。ヒールパッドをフロアマットに結合する方法は、ヒールパッドとフロアマットの問に膠を塗布する工程を含み、その後ヒールパッドとフロアマットを振動により溶接して、ヒールパッドの周辺領域がヒールパッドの内側領域よりも低く凹んだ状態とする。本発明の他の様相では、ヒールパッドの周辺又は縁の一部を超音波によりフロアマットに溶接して、ヒールパッド（７６）の周辺領域をフロアマット（７４）に結合し、次にヒールパッドの周辺領域の残りの部分をフロアマットに超音波により溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】フロアマットにヒールパッドを結合する道具類と方法発明の背景発明の分野本発明は総括的に自動車及びその他の乗り物に用いるフロアマットに関する。より特定的には、本発明は絨毬が敷かれた自動車の床に重ね、それを保護するように考案された取り外し可能の付属マットに関する。発明の背景の情報 “付加物”又は付属物としてのフロアマットは自動車及び他の車両の絨毬の床を保護するのに広く用いられている。これらのマットは一般的に平坦な形で作られ、自動車の床の無数の形状と輪郭に概して一致するように十分に可撓性のある材料から形成される。自動車用フロアマットに関連する問題は使用頻度が高い所、即ち運転者の足が通常位置する所が摩耗しやすいことである。特に、自動車の運転者側に位置するフロアマットはアクセル近くでより大きく摩耗する傾向にある。この“高頻度使用”領域での摩耗が大きいので、通常ヒールパットとして知られているものをフロアマットに取付けている。ヒールパッドは激しい摺り切れに対抗するために、好ましくは適当に裏打ちされた重いカーペット織物で構成される。ヒールパッドはフロアマットとは別個に形成されるので、ヒールパッドとフロアマットは互いに結合しなければならない。ヒールパッドをフロアマットに結合するのに用いる従来の技術は熱溶融接着膜又は膠を使用すると共に、ヒートトンネルによる処理をする手段である。しかしながら、この技術はナイロンのような高融点を有する材料に使用できるが、ヒートトンネル技術はポリプロピレンのような溶融点の低い材料から作られたヒールパッドとフロアマットには成功裡に使用することはできない。ヒートトンネル技術に要求される温度はポリプロピレン材料を溶かしてしまう傾向があり、付属マットに見苦しい変形を生じる結果となる。しかしながら、状況においては、フロアマットとヒールパッドをこのような材料から作ることが望まれる。ポリプロピレンを使用するのが好ましい理由はリサイクル可能な付属マットを提供することである。更に、従来のヒートトンネル技術はフロアマットの上面に対し、ヒールパッドの周辺部が水平な（又は凹状の）結合したヒールパッドとフロアマットを作り出すことはできない。従って、ヒールパッドの縁はフロアマットの上に座し、露出して運転者の足と接触する。更に、ヒートトンネル法はヒールパッドとフロアマットの間に常に十分な結合が得られるとは限らず、ヒールパッドの縁がフロアマットからはがれ、擦切れや解体を引き起こす。従って、ナイロンのヒールパッドの周辺領域をフロアマットに対して“縁を密着させる”必要がある。周辺領域の縁の密着をなす従来の方法は無線周波（ＲＦ）溶接技術によるものである。ＲＦ溶接による周辺領域密着によりヒールパッドとフロアマットの間により強固な結合が達成され、ヒールパッドの縁はフロアマットに対して凹状となり、ヒールパッドの内側領域がフロアマットの上面に対して平面にすることができる。しかしながら、ＲＦ溶接はポリプロピレンのような低溶融点の材料には使用できない。同じく、材料が溶解し、見苦しい変形を生じるからである。又、ナイロン材料のような、ＲＦ溶接が適当な所ではヒールパッドの周縁付近に溝が形成され、これが常に好ましいわけではない。従って、低溶融点の材料から構成されたフロアマットとヒールパッドに有効に使用できる、ヒールパッドをフロアマットに結合する新しい工具と方法が必要とされる。本発明の構成と方法は上記の問題に解決を与えるものである。発明の概要簡潔に云えば、本発明はこの要求を満足し、ヒールパッドをフロアマットに連結する工具類と方法を備えて、先行技術の欠点を克服するものである。本発明の工具は第１領域と第２領域を有するプラテンを含む。第１の多数のピンがプラテンの第１領域から延長し、第２の多数のピンがプラテンの第２領域から延長している。第１の多数のピンは第２の多数のピンに非平行に配置されている。ヒールパッドをフロアマットに結合する方法はヒールパッドとフロアマットの間に膠を塗布し、次にヒールパッドとフロアマットを振動により溶接し、ヒールパッドの周辺領域がヒールパッドの内側領域と平面か或いはそれより低い凹状とされる。本発明の他の様相はヒールパッドの周辺領域をフロアマットに結合する方法であり、ヒールパッドの周辺領域の一部をフロアマットに超音波で溶接し、次に、ヒールパッドの周辺領域の残りの部分をフロアマットに超音波で溶接する。従って、本発明の主な目的はヒールパッドをフロアマットに結合する新規で改善された工具と方法を提供することである。本発明の他の目的はヒールパッドをフロアマットに振動により溶接する工具と方法を提供することである。本発明の更に他の目的はポリプロピレンのような低溶融点の材料に摘要可能の方法を備えることである。本発明の更に他の目的は美観の良い付属マットとなるヒールパッドとフロアマットの組立体を提供することである。本発明の更に他の目的は非常に丈夫で、付属マットとして剥がれたりすることのないヒールパッドとフロアマットの組立体を提供することである。本発明の更に他の目的は現行技術よりも改善されたサイクルタイムで製造することができるヒールパッドとフロアマットの組立体を提供することである。本発明の更に他の目的は現行技術よりも制作費を軽減するヒールパッドをフロアマットに結合する工具と方法を提供することである。本発明の更に他の目的はヒールパッドの周辺又はリム領域をフロアマットに結合する超音波溶接法を提供することである。本発明の更に他の目的はポリプロピレンから構成されたヒールパッドの周辺領域とフロアマットを結合する方法を提供することである。図面の簡単な説明本発明とみなされる主題は明細書の結論部分に特定して指摘され、明確にクレームされている。しかしながら、本発明の具体的構成及び方法並びに更に他の目的及び利点は添付の図面に関連して次の好ましい実施の形態の説明を参照することによりよく理解されるであろう。第１Ａ図はプラテンから延長するピンの列を有し、プラテンが周辺領域と内部領域を含む工具の平面図である。第１Ｂ図は第１Ａ図の工具の他の平面図で、工具が五つの別個の構成要素、即ち内部領域と、四つのサイド部分を含む周辺領域を含むことを示している。第２図はプラテンの第１領域から延長する第１ピン群と、プラテンの第２領域から延長する第２ピン群を有する本発明の工具の一実施例の横断面図で、プラテンの第１領域が第２領域に対して斜めに向けられている。第３図はプラテンの周辺領域の内側領域に対する傾斜性質を示すと共に、プラテンの周辺領域と内側の両方から延長するピンの方向と頭部構造を示した横断面破断拡大図である。第４Ａ図は本発明の原理に従って構成された単一周辺ピンを示す側面図である。第４Ｂ図は第４Ａ図に示した周辺ピンを示す上面図である。第５Ａ図は本発明の原理に従って構成された単一内側ピンを示す横断面図である。第５Ｂ図は第５Ａ図に示した内側ピンの上面図である。第６図はヒールパッドをフロアマットに振動溶接するのに用いられる装置のブロックダイアグラムで、装置の下方固定部に位置したフロアマットとヒールパッドを示し、ヒールパッドは本発明の工具の下に設けられる。第７図はヒールパッドをフロアマットに超音波で結合するのに用いられる装置を示す側面図で、フロアマットとヒールパッドは装置の下方固定部に位置している。第８図はヒールパッドをフロアマットに超音波で結合するのに用いられる装置一部を示す側面図である。第９図は第８図に示した工具を示す下面図である。発明の詳細な説明図面に概略を示した本発明の構成と工程が異なる形態の広い変形で構成できることは明らかである。従って第１−９図に表わしたような本発明のヒールパッドをフロアマットに結合する工具類と方法の好ましい実施例の説明は、クレームされた本発明の範囲を限定するものではなく、現在好ましい発明の実施例の単なる代表である。本発明の現在好ましい実施例は図面を参照して良く理解されるであろう。図面中、同様の部品は同様の符号で示されている。フロアマットは一般的に異なる材料の幾つかの層を含んでいる。例えば、ここに定義した工具類と方法を用いるフロアマットはポリプロピレンのカーペット繊維の第１層を含み、房状としてポリプロピレンのスクリムを形成している。スクリムの下側にラテックスの層が塗布されている。最終の支持層はポリプロピレン熱可塑性オレフィン（“ＴＰＯ”）である。同様に、ヒールパッドも種々の異なる層を含む。例えば、第１層はポリプロピレンのカーペット繊維を房状としてポリプロピレンのスクリムを形成したもので、スクリムの下側にラテックスが塗布されている。他の材料も本発明の使用に適しており、それにはナイロンも含まれる。図面を参照して、特に、第１及び第２図を参照して、本発明の原理に従って、ヒールパッドをフロアマットに振動的に溶接するのに用いられる工具１０の一実施例が示されている。第１Ａ図の平面図から最もよく分かるように、工具１０は二つの領域、即ち周辺領域である第１領域１４と、内側領域である第２領域１６とに分けられたプラテン１２を含む。境界１５により内側領域１６から周辺領域１４が画されている。第１Ａ図はまた、プラテン１２から延長する多数のピンを示している。より特定すれば、第１ピン群１８がプラテン１２の周辺領域１４から延長し、第２ピン群２０がプラテン１２の内側領域１６から延長している。好ましい実施例によれば、ピン１８と２０は等しい長さであり、個々の領域で等しい間隔に置かれている。後に詳述するように、それはユニークな形態をなし、これらのピンの位置決めが本発明の重要な様相を形成している。第１Ｂ図から見るごとく、好ましい実施例においては、工具１０は五つの別個の要素又は部分を含む。第１Ｂ図に示すごとく、これら五つの部分は内側部分１６を形成する中央部材と、周辺領域１４を形成する四つの外側部分を含む。従って、周辺領域１４は第１部分２２、第２部分２４、第３部分２６及び２８を含む。従来の取付け方法により、四つの外側部分のそれぞれと内側領域１６は互いに取付けられて工具１０を形成している。好ましくは、五つの要素又は部分はアルミニウムのブロックに取付けられる。好ましい実施例によれば、第１領域１４はプラテン１２の周辺周囲に延長し、第２領域１６は第１領域１４内に設けられる。従って、第２領域１６は第１領域に囲まれる。好ましくは、内側領域はプラテン１２の中央に位置した平坦な表面である。第２図及び第３図に示すごとく、第１領域１４は第２領域１６に対して斜めに向けられており、プラテン１２の周辺に傾斜形状を備える。好ましい実施例(第３図参照)においては、周辺領域１４の平面と、内側領域１６の平面の間に１７５度の角度が形成される。従って、周辺領域１４と内側領域１６の間に５度の傾斜角（θ）がある。本発明には他の傾斜角を使用してもよいことは理解されることで、本発明は上記の５度に限定されるものではない。所望の溶接の性質や特質に依存して、５度前後の傾斜を備えることが好ましい。従って、周辺領域１４の平面と内側領域１６の平面の間に形成される角度は１８０度以下である。最終的に選択される特定の傾斜は例えば、フロアマットに対するヒールパッドの周辺領域に要求される凹みの程度等を含む種々の特質に依存する。工具１０はヒールパッドをフロアマットに結合するのに使われるので、プラテン１２はフロアマットに結合される所望の特定されたヒールパッドの形に対応しなければならない。第１Ａ図及び第１Ｂ図に最も良く示されるごとく、工具１０は長方形状のヒールパッドに対応して長方形をなしている。しかしながら、実際の工具の形はさまざまな形状をとることができる所望のヒールパッドの形状に依存する。本願に記載された特定の工具については、工具１０は、好ましくは、周囲ピン１８と内側ピン２０が作動中下方に向くように使用される(第６図参照)。第１Ａ図に示すごとく、プラテン１２から突出するピン１８と２０を有する工具１０の側方から見て、第１領域１４と第２領域１６は四つの側壁を含む“プール状”の構成に似ている。セクション２２，２４，２６及び２８は“プール状”構成の側壁を表わしている(第１Ｂ図参照)。第１ピン群１８が第１領域１４から延長し、第２ピン群２０が第２領域１６から延長している。それらの位置はプラテン１２の別々の領域になっているので、第１ピン群１８をこの明細書全体にわたり“周辺”ピンとし、第２ピン群２０を “内側”ピンと称する。ピン１８と２０は硬化Ａ２工具鋼から製造される。第３図からよく分かるように、各周辺ピン１８は、好ましくは、第１領域１４の外縁へ向って外側に傾斜している。例えば、周辺領域１４の側壁セクション２２（第１Ｂ図）から延長するピン１８は側壁セクション２２の外縁へ向って傾斜している。好ましくは、各周辺ピン２０の中心長手軸と各ピンの突出する周辺領域１４の各セクションに対応する平面との間には７５度の角度（β）が形成される。従って、各ピンは、好ましくは、内側領域１６の平面に直角に走る想像軸線から１０度傾斜している。それゆえに、内側領域１６の平面に直角に走る垂直軸と各ピン１８の中心長手軸の間には、好ましくは、１０度の角度（φ）が形成される。１０度の傾斜角度が好ましいが、本発明はこのような角度に決して限定されないことに留意すべきである。従って、そのかわり、各周辺ピンの角状又は傾斜はヒールパッドとフロアマット間の所望の特性に応じて調節され得る。内側ピン２０は、好ましくは、内側領域１６の平面に垂直に向けられている。従って、内側ピン２０は垂直に延び、互いに平行に配置される。周辺ピン１８が傾斜しているので、内側ピン２０は、好ましくは、周辺ピン１６とは非平行に配置される。更に、上記のごとく、各周囲ピンは各関連セクションの縁に向って外側に傾斜している。従って、例えば、第１セクション２２から延長する各ピンは第２面２４、第３面２６、第４面２８から延長するピンと非平行に設けられている。周辺ピン２０を上記のごとく形成し、方向づけさせることにより、ヒールパッドの縁又は周辺は内側領域と比べてフロアマットに対し、より密に組合せることができる。従って、ヒールパッドの周辺領域は内側領域より若干凹ます又は低くされる。かくして、内側領域は周辺領域より盛り上がって見え、即ち、内側領域はヒールパッドの周辺領域より相当高くされる。更に、ここに記載の工具と方法を用いることにより、ヒールパッドはフロアマットに水平に結合される。美的好みに応じて、ヒールパッドの凹みの程度は選択的に決めることができる。第４Ａ及び第４Ｂ図は、各周辺ピンの好ましい形態を示している。各周辺ピンは上面３０と四つの側面、即ち、第１側面３２、第２側面３４、第３側面３６、及び第４側面３８を含むピンヘッドを有する。側面の少なくとも一つ、例えば側面３６は上面３０に対し、４５度の角度で、側面の少なくとも一つ、例えば側面３２は上面３０に対し、３０度の角度で形成される。好ましくは、上面３０に対して４５度に形成された側面は内側領域１６に対して内側へ向けられている。更に、上面２０に対して３０度の角度で形成された側面は周辺領域１４の外縁に対して外側に向けられる。本発明は３０度及び４５度のパラメーターに限定されることなく、他の値及びヘッド形態に代えられることを理解すべきである。第５Ａ及び第５Ｂ図は各内側ピン２０の好ましい形態を示している。各内側ピン２０は上面４０と四つの側面４２を含むピンヘッドを有する。好ましくは四つの側面４２は上面４０に対して４５度の角度をなしている。ここに記載された特定のピンヘッド形態に代えて、他の形態も同じく有効である。第６図は工具１０と組合せて使用され、本発明の原理に従って、フロアマットとヒールパッドの結合を達成する装置５０を示すダイアグラムである。第６図に示すごとく、フロアマット５２はカーペット表面を有し、下方取付具５６上に設けられる。フロアマット５２の頂部にヒールパッド５４が位置し、ヒールパッドは同じくカーペット上面を有する。ヒールパッド５４の上に工具１０を、それに取付けられた上方取付具５８と共に設ける。一般的には、作業者がフロアマット５２とヒールパッド５４を下方取付具５６上に配置する。符号５７で示されるごとく、下方取付具５６は上下に移動する。作動的には、作業者がフロアマット５２とヒールパッド５４を装置５０の下方取付具５６上に配置する。工具１０をフロアマット５２とヒールパッド５４の上に直接配置する。次に、下方取付具５６を縦方向に上昇させて、工具１０をヒールパッド５４に接触させる。工具１０をヒールパッド５４に接触させることにより、ピン１８と２０はヒールパッド５４の各層に進入する。ヒールパッド５４の周辺境界線の所望の凹みの度合いに応じて、所望の圧力値は変えられる。従来の振動溶接ユニットに広く知られているような動機手段６０を作動し、工具１０を矢印６２で示されるように左右に振動させる。本発明の他の重要な様相はヒールパッドとフロアマットの間に熱硬化性接着剤又は熱活性化性膠を使用することである。接着剤はヒールパッドをフロアマットに結合するのに用いられ、接着剤は従来の方法を用いてヒールパッドの下側に施される。本発明に特によく作用する接着剤はビー・エフ・グッドリッチにより市販され、ＰＬ８００接着剤として知られている。ピンをヒールパッドのスクリム層に進入させることにより、振動エネルギーで接着剤を溶かし、ヒールパッドとフロアマット間を結合する。ピンの係合後、工具１０の振動により接着剤を活性化し、それによってヒールパッドとフロアマット間を結合する。ピンの形態によりヒールパッドの周辺領域がフロアマットの平面の下に凹むようになる。本発明の振動溶接法において、四つの制御可能のパラメータがある。即ち、周波、振幅、圧力及び時間である。各パラメータはヒールパッドとフロアマット間に求められた溶接の性質に応じて調整可能である。例えば、ヒールパッドの周辺領域がフロアマットに対して深く凹むのが望まれる場合には、大きい圧力をかける。一つの例として、次のパラメータが設定される。（１）周波−−２４０ヘルツ；(２)振幅−−インチの７０／１０００ｔｈ(各横方向にインチの３５・１０００ｔｈ)；(３)圧力−−２，５００−３，５００ポンド；(４)時間−−１５秒。上記の新規な工具と溶接振動法はポリプロピレンを含む種々の材料を結合するのに用いることができる。ポリプロピレンは好ましい材料であるが、ナイロンのような他の材料も同じく本発明に使用するのに適している。本発明の他の様相において、ヒールパッドの周辺領域をフロアマットに超音波で結合する方法を説明する。これは上記の振動溶接によりなされた結合を強化するのに用いられる。概略的意味で、超音波溶接はヒールパッドとフロアマットを圧力下で保持し、それに高周波振動エネルギーを局部的にかけてフロアマットとヒールパッドの合着を達成するものである。従来公知の超音波溶接器具を本発明に用いることができる。この技術をヒールパッドの縁をフロアマットに対して超音波で密着させるものとして説明する。第７及び第８図はヒールパッドの周辺領域をフロアマットに超音波で結合するのに用いられる装置７０を示している。装置７０はフロアマット７４とヒールパッド７６を受け入れる形とされた下方取付具７２を含む。下方取付具７２の上に上方取付具８０に取付けられたホーン７８が位置している。ホーン７８には面板８２が取付けられており、Ｕ型セクション８４が面板８２から突出している。ヒールパッドの周辺領域の結合部分に対応してホーン７８から突出してもよい。公知のように、Ｕ型セクション８４は波形模様を含むことができる。作動的には、作業者によりフロアマット７４とヒールパッド７６が下方取付具７０上に位置される。次に、ホーン７８を下げて、Ｕ型セクション８４をヒールパッド７６の周辺領域に接触するようにもたらす。所望の圧力、例えば、５０ポンドに達した後に、超音波溶接装置を特定の周波数、例えば、２０ｋヘルツに、特定の時間、例えば、６秒作動させる。超音波振動溶接装置は少なくとも２，０００ワットの動力規格を有する。Ｕ型セクション８４は周辺領域の一部のみ、好ましくは周辺領域の半分のみに対応しているので、ヒールパッドの周辺領域の残りの部分フロアマット７６に対して密着できるように下方取付具７０を回転する必要がある。ヒールパッドの最初の半分を密着した後、ホーン７８を上げ、下方取付具７０を１８０度回転してヒールパッドの残りの半分をフロアマットに結合することができる。ヒールパッドの回転が終了した後、超音波溶接工程を繰り返す。ヒールパッドの周縁をフロアマットに密着させるのに超音波溶接技術を使用する結果、ヒールパッドの周辺領域は美的に好感を与えるようになった。すなわち、ヒールパッドの周縁がこぎれいにできる。縁の美感だけでなく、ヒールパッドとフロアマットの間の結合もよく、ヒールパッドの縁が剥がれたり、擦れることを防ぐものである。ヒールパッドの周辺領域をフロアマットに超音波で結合又は溶接する方法は、好ましくは、上記のように、振動溶接が完了した後、行われる。又、超音波による縁辺密着は、好ましくは、プロピレンのような材料及び溶融点の低い他の代替物に使用される。本発明の幾つかの様相について説明したが、当該技術に精通する者ならば、同じ目的を遂行するために、幾つかの変更例も可能である。例えば、プラテンの第１領域は第２領域に対して５度傾斜しているのが好ましいが、本発明の原理に従って、他の傾斜角も選択できる。又、特定の面角を有する特定したピンヘッドの形状を説明したが、本発明には他の面角も使用できる。更に、ここに記載したピンは、好ましくは、同じ長さで等間隔に置かれているが、ピンの長さは変えてもよく、ピンの密度、間隔も変えられる。従って、添付の請求の範囲は本発明の真の精神と範囲に入る全ての変形した様相を含めるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年１月１９日（１９９９．１．１９）【補正内容】ＲＦ溶接による周辺領域密着によりヒールパッドとフロアマットの間により強固な結合が達成され、ヒールパッドの縁はフロアマットに対して凹状となり、ヒールパッドの内側領域がフロアマットの上面に対して平面にすることができる。しかしながら、ＲＦ溶接はポリプロピレンのような低溶融点の材料には使用できない。同じく、材料が溶解し、見苦しい変形を生じるからである。又、ナイロン材料のような、ＲＦ溶接が適当な所ではヒールパッドの周縁付近に溝が形成され、これが常に好ましいわけではない。米国特許第５，０２６，４４５号明細書は平行なピンの単一の群を備えたプラテンを有する工具を使用して熱可塑性基板にカーペットを振動により溶接する方法と装置を開示している。従って、低溶融点の材料から構成されたフロアマットとヒールパッドに有効に使用できる、ヒールパッドをフロアマットに結合する新しい工具と方法が必要とされる。本発明の構成と方法は上記の問題に解決を与えるものである。発明の概要簡潔に云えば、本発明はこの要求を満足し、ヒールパッドをフロアマットに連結する工具類と方法を備えて、先行技術の欠点を克服するものである。本発明の工具は第１領域と第２領域を有するプラテンを含む。第１の多数のピンがプランテンの第１領域から延長し、第２の多数のピンがプラテンの第２領域から延長している。第１の多数のピンは第２の多数のピンに非平行に配置されている。ヒールパッドをフロアマットに結合する方法はヒールパッドとフロアマットの間に膠を塗布し、次にヒールパッドとフロアマットを振動により溶接し、ヒールパッドの周辺領域がヒールパッドの内側領域と平面か或いはそれより低い凹状とされる。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年４月２０日（１９９９．４．２０）【補正内容】接着剤はヒールパッドをフロアマットに結合するのに用いられ、接着剤は従来の方法を用いてヒールパッドの下側に施される。本発明に特によく作用する接着剤はビー・エフ・グッドリッチにより市販され、ＰＬ８００接着剤として知られている。ピンをヒールパッドのスクリム層に進入させることにより、振動エネルギーで接着剤を溶かし、ヒールパッドとフロアマット間を結合する。ピンの係合後、工具１０の振動により接着剤を活性化し、それによってヒールパッドとフロアマット間を結合する。ピンの形態によりヒールパッドの周辺領域がフロアマットの平面の下に凹むようになる。本発明の振動溶接法において、四つの制御可能のパラメータがある。即ち、周波、振幅、圧力及び時間である。各パラメータはヒールパッドとフロアマット間に求められた溶接の性質に応じて調整可能である。例えば、ヒールパッドの周辺領域がフロアマットに対して深く凹むのが望まれる場合には、大きい圧力をかける。一つの例として、次のパラメータが設定される。(１)周波−−２４０ヘルツ；(２)振幅−−インチの７０／１０００ｔｈ(各横方向にインチの３５・１０００ｔｈ)；(３)圧力−−１１３３−１５８６ｋｇ(２，５００−３，５００ポンド )；(４)時間−−１５秒。上記の新規な工具と溶接振動法はポリプロピレンを含む種々の材料を結合するのに用いることができる。ポリプロピレンは好ましい材料であるが、ナイロンのような他の材料も同じく本発明に使用するのに適している。１．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に結合する方法であって、前記ヒールパッド（５４）の周辺領域を前記フロアマット（５２）に超音波で溶接することを特徴とする方法。２．前記ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に振動により溶接する前工程を含む請求項１記載の方法。３．前記前工程がヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に振動により溶接して、前記ヒールパッドの周辺領域が前記ヒールパッドの内側領域よりも低く凹むようにする工程を含む請求項２記載の方法。４．前記ヒールパッド（５４）がポリプロピレンから製造されている請求項１記載の方法。５．前記フロアマット（５２）がポリプロピレンから製造されている請求項４記載の方法。６．前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）が両者ともナイロンである請求項１記載の方法。７．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に振動により溶接する工程が、ヒールパッド（５２）とフロアマット（５４）を、第１領域（１４）と第２領域（１６）を有するプラテン（１２）の下に、取付具（５６）上に位置させる工程と、前記プラテン（１２）とヒールパッド（５４）を接触させて前記第１領域と第２領域（１６）を前記ヒールパッド（５４）に接合させる工程と、前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）を結合するため前記プラテン（１２）を振動（６２）させ、プラテンの第１領域（１４）に対応する前記ヒールパッドの周辺領域がプラテンの第２領域（１６）に対応するヒールパッドの内側領域よりも低く凹む状態とする工程を含む請求項３記載の方法。８．第１ピン群（１８）が前記第１領域（１４）から延長し、第２ピン群（２０）が前記第２領域から延長し、前記第１ピン群（１８）は第２ピン群（２０）と非平行に配置され、前記プラテンの第１領域（１４）は前記プラテンの第２領域（１６）に対して傾斜しており、前記第２ピン群（２０）は前記第２領域（１６）の平面に垂直に向けられている請求項７記載の方法。９．前記溶接工程は前記ヒールパッド（５４）の周辺領域の第１部分を前記フロアマット（５４）に超音波で溶接し、次に前記ヒールパッドの周辺領域の第２部分を前記フロアマットに超音波で溶接する工程を含む請求項１記載の方法。１０．前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）の間に膠を塗布する前工程を含み、振動により膠を活性化して前記ヒールパッドをフロアマットに接着させる請求項１記載の方法。１１．少なくとも９０７．２キログラム（２０００ポンド）の圧力で前記プラテン（１２）と前記ヒールパッド（５４）を強制接触させ、少なくとも１０秒間、毎秒２００サイクルでプラテンを振動させる工程を含む請求項７記載の方法。１２．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に結合するのに用いる工具（１０）であって、前記工具は、第１領域（１４）と、第２領域（１６）を有するプラテン（１２）と、前記プラテンの第１領域（１４）から延長する第１ピン群（１８）と、前記プラテンの第２領域（１６）から延長する第２ピン群（２０）とを含み、前記第１ピン群（１８）は第２ピン群（２０）に対して非平行に配置されていることを特徴とする工具。１３．前記プラテン（１２）の第１領域（１４）はその周辺回りに位置し、上記プラテン（１２）の第２領域（１６）は前記第１領域により囲まれている請求項１２記載の工具(１０)。１４．前記第１ピン群（１８）が８列のピンを含む請求項１３記載の工具(１０)。１５．前記第１領域（１４）が少なくとも１インチの幅を有する請求項１３記載の工具(１０)。１６．共通の境界線（１５）により前記プラテン（１２）の第１領域（１４）と第２領域（１６）を分離し、前記第１領域（１４）は前記第２領域（１６）に対して傾斜して、第１領域の平面が第２領域の平面に対して高低が不揃いな請求項１３記載の工具(１０)。１７．前記第１領域（１４）と第２領域(１６)の問に１８０度以下の角度(θ) が形成されている請求項１６記載の工具(１０)。１８．前記第２ピン群（２０）の各々が前記第２領域（１６）の平面に直角に延長し、互いに平行に配置されている請求項１６記載の工具（１０）。１９．前記第２領域（１６）が長方形であり、前記第１領域（１４）が第１面 (２２)、第２面(２４)、第３面(２６)、第４面（２８）を含み、各面は前記第２領域の平面に対して傾斜しており、各面はその自己の平面を形成している請求項１３記載の工具(１０)。２０．前記第１ピン群（１８）の各々の長手軸とその対応する面の間に９０度以下の角度（β）が形成されている請求項１９記載の工具(１０)。２１．前記第１ピン群（１８）の各々が上面（３０）と、四つの側面を含み、該四つの側面少なくとも一つ(３６)は前記上面（３０）に対して４５度の角度で形成され、前記側面の少なくとも一つは前記上面（３０）に対して３０度の角度で形成されている請求項１２記載の工具(１０)。２２．前記第２ピン群（２０）の各々が上面（４０）と四つの側面（４２）を有するピンヘッドを含み、前記側面の各々は前記上面に対して４５度の角度で形成されている請求項１２記載の工具(１０)。２３．前記第１ピン群（１８）と第２ピン群（２０）の全てが等しい高さである請求項１２記載の工具（１０）。２４．前記フロアマット（５２）とヒールパッド（５４）をその取付具上に位置するように設計された取付具（５６）と組合せてなり、前記取付具（５６）とプラテン（１２）は前記フロアマット（５２）とヒールパッド（５４）の挿入及び取り外しをする開放位置と、前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）間の強制的結合を備える閉鎖位置との間を移動可能であり、更に、前記取付具（５６）とプラテン（１２）が前記閉鎖位置にある間、前記プラテン（１２）を振動させる手段（６０）を組合せた請求項１２記載の工具。２５．前記プラテンの第１領域（１４）はその周辺回りに位置し、前記プラテンの第２領域（１６）は前記第１領域内に位置している請求項２４記載の工具。２６．前記第１領域（１４）が前記第２領域（１６）に対して傾斜している請求項２５記載の工具。２７．前記第１ピン群（１８）の各々の長手軸と前記第１領域（１４）の平面の間に９０度以下の角度βが形成されている請求項２６記載の工具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ベイリー，ボブアメリカ合衆国，12019 ニューヨーク州, チャールトン，メイプルアベニュー 2022 (72)発明者レイリー，デビッド，ジー. アメリカ合衆国，12170 ニューヨーク州, スティルウォーター，67 カウンティーロード 150 (72)発明者ニコル，ドナルド，ジェー. アメリカ合衆国，12831 ニューヨーク州, ギャンズブート，キングスミルスロード 23

Claims

【特許請求の範囲】１．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に結合するのに用いる工具（１０）であって、前記工具は、第１領域（１４）と、第２領域（１６）を有するプラテン（１２）と、前記プラテンの第１領域（１４）から延長する第１ピン群（１８）と、前記プラテンの第２領域（１６）から延長する第２ピン群（２０）とを含み、前記第１ピン群（１８）は第２ピン群（２０）に対して非平行に配置されている工具。２．前記プラテン（１２）の第１領域（１４）はその周辺回りに位置し、上記プラテン（１２）の第２領域（１６）は前記第１領域により囲まれている請求項１記載の工具（１０）。３．前記ピン群（１８）が８列のピンを含む請求項２記載の工具（１０）。４．前記第１領域（１４）が少なくとも１インチの幅を有する請求項３記載の工具（１０）。５．共通の境界線（１５）により前記プラテン（１２）の第１領域（１４）と第２領域（１６）を分離し、前記第１領域（１４）は前記第２領域（１６）に対して傾斜して、第１領域の平面が第２領域の平面に対して高低がふぞろいな請求項２記載の工具（１０）。６．前記第１領域（１４）と第２領域（１６）の間に１８０度以下の角度（θ ）が形成されている請求項５記載の工具(１０)。７．前記第２ピン群（２０）の各々が前記第２領域（１６）の平面に直角に延長し、互いに平行に配置されている請求項１記載の工具(１０)。８．前記第２領域（１６）が長方形であり、前記第１領域（１４）が第１面（２２）、第２面（２４）、第３面（２６）、第４面（２８）を含み、各面は前記第２領域の平面に対して傾斜しており、各面はその自己の平面を形成している請求項２記載の工具(１０)。９．前記第１ピン群（１８）の各々の長手軸とその対応する面の間に９０度以下の角度（β）が形成されている請求項８記載の工具(１０)。１０．前記第１ピン群（１８）の各々が上面（３０）と、四つの側面を含み、該四つの側面少なくとも一つ（３６）は前記上面（３０）に対して４５度の角度で形成され、前記側面の少なくとも一つは前記上面（３０）に対して３０度の角度で形成されている請求項１記載の工具(１０)。１１．前記第２ピン群（２０）の各々が上面（４０）と四つの側面（４２）を有するピンヘッドを含み、前記側面の各々は前記上面に対して４５度の角度で形成されている請求項１記載の工具(１０)。１２．前記第１ピン群（１８）と第２ピン群（２０）の全てが等しい高さである請求項１記載の工具(１０)。１３．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に振動により溶接する装置（５０）であって、該装置は；前記フロアマット（５２）とヒールパッド（５４）をその取付具上に位置するように設計された取付具（５６）と、第１領域（１４）と第２領域（１６）を有するプラテン（１２）であって、前記第１領域（１４）から延長する第１ピン群（１８）と、前記第２領域（１６）から延長する第２ピン群（２０）を含み、前記第１ピン群（１８）が前記第２ピン群（２０）に対して非平行に配置されているプラテンと、を含み、前記取付具（５６）とプラテン（１２）は前記フロアマット（５２）とヒールパッド（５４）の挿入及び取り外しをする開放位置と、前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）間の強制的結合を備える閉鎖位置との間を移動可能であり、更に、前記取付具（５６）とプラテン（１２）が前記閉鎖位置にある間、前記プラテン（１２）を振動させる手段（６０）を含む装置。１４．前記プラテンの第１領域（１４）がその周辺回りに位置し、前記プラテンの第２領域(１６)は前記第１領域内に位置している請求項１３記載の装置(５０)。１５．前記第１領域（１４）が前記第２領域（１６）に対して傾斜している請求項１４記載の装置(５０)。１６．前記第１ピン群（１８）の各々の長手軸と前記第１領域（１４）の平面の間に９０度以下の角度βが形成されている請求項１５記載の装置(５０)。１７．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に結合する方法であって、前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）を、前記ヒールパッドの周辺領域が前記ヒールパッドの内側領域よりも低く凹むように振動溶接する工程を含む方法。１８．前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）の間に膠を塗布する前工程を含み、振動溶接により前記膠を活性化して、前記ヒールパッドとフロアマットを接着させるようにした請求項１７記載の方法。１９．前記ヒールパッド（５４）の周辺領域の少なくとも一部を前記フロアマット（５２）に超音波により溶接する工程を含む請求項１７記載の方法。２０．前記ヒールパッド（５４）がポリプロピレンから製造されている請求項１７記載の方法。２１．前記フロアマット（５２）がポリプロピレンから製造されている請求項２０記載の方法。２２．前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）が両者ともナイロンである請求項１７記載の方法。２３．ヒールパッド（５４）をフロアマット（５２）に振動により溶接する方法であって、ヒールパッド（５２）とフロアマット（５４）を、第１領域（１４）と第２領域（１６）を有するプラテン（１２）の下に、取付具（５６）上に位置させる工程と、前記プラテン（１２）とヒールパッド（５４）を接触させて、前記第１領域( １４)とだ２領域（１６）が前記ヒールパッド（５４）に接合させる工程と、前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）を結合するため前記プラテン（１２）を振動（６２）させ、プラテンの第１領域（１４）に対応する前記ヒールパッドの周辺領域がプラテンの第２領域（１６）に対応するヒールパッドの内側領域よりも低く凹む状態とする工程を含む方法。２４．前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）の間に熱活性化膠を塗布する工程を含む請求項２３記載の方法。２５．前記振動工程により前記膠を活性化して前記ヒールパッド（５４）とフロアマット（５２）を結合するようにした請求項２２記載の方法。２６．前記第１ピン群（１８）が第１領域（１４）から延長し、第２ピン群( ２０)が第２領域から延長し、前記第１ピン群（１８）は第２ピン群（２０）と非平行に配置され、前記プラテンの第１領域（１４）は前記プラテンの第２領域 (１６)に対して傾斜しており、前記第２ピン群（２０）は前記第２領域（１６）の平面に垂直に向けられている請求項２３記載の方法。２７．少なくとも２０００ポンドの圧力で前記プラテン（１２）と前記ヒールパッド（５４）を強制接触させ、少なくとも１０秒間、毎秒２００サイクルでプラテンを振動させる工程を含む請求項２３記載の方法。２８．ヒールパッド（７６）の周辺領域をフロアマット（７４）に結合する方法であって、前記ヒールパッド（７６）の周辺領域の一部を超音波により溶接する工程を含む方法。２９．前記ヒールパッド（７６）の周辺領域の残りの部分を超音波により溶接する工程を含む請求項２８記載の方法。３０．前記ヒールパッド（７６）とフロアマット（７４）が両者ともポリプロピレンから製造されている請求項２８記載の方法。