JP2002254523A

JP2002254523A - 熱融着機構造

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Publication number: JP2002254523A
Application number: JP2001047705A
Authority: JP
Inventors: Keisho So; 景頌蘇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は従来の熱融着機が持つ箱型溝体のサ
イズを調整しにくいという問題点を解決する。【解決手段】本発明では、挟持構造を利用して加熱操
作方法を変更する。挟持構造に内蔵された発熱ユニット
と、表紙と紙積層から構成される被熱融着物とをわずか
に接触させる。同時に、挟持構造と熱融着物とを相対運
動させ、熱融着の目的を達成する。また、本発明を手に
持つ能動操作方法と、座台を利用する受動操作方法を選
択できるようにして、異なるサイズの被熱融着物に対応
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱融着機構造に関す
るもので、とくに表紙と紙積層から構成される被熱融着
物を熱融着する熱融着機に関するものを指し、おもに１
つの挟持構造と前記挟持構造に内蔵された１つの発熱ユ
ニットから構成され、前記挟持構造で表紙と紙積層から
構成される被熱融着物を挟み、横方向に移動し、同時に
被熱融着物を発熱ユニットから離すことで、熱融着物を
固体に戻して熱融着の目的を達成する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱融着機（ＴｈｅｒｍａｌＢｉ
ｎｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ）には少なくとも以下に示
す使用上の制限や欠点が１つまたはそれ以上ある。先
ず、箱型溝体は異なる熱融着物の厚みによってサイズを
調整することができない、またはできても容易でない。
特に長さを調整することはできない。次に、箱型溝体の
サイズまたはその技術構成の関係で、外形サイズを溝体
よりやや大きくする必要があり、そのため全体のサイズ
が大きくなり、携帯や操作が不便となる。さらに、熱融
着物が分布する熱融着部分を同時に加熱することを操作
原理としているため、物理的にサイズを縮小したり、手
で持って操作することができない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の熱融着
機が持つ箱型溝体のサイズを調整しにくいという問題点
を解決する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、挟持構造を
利用して加熱操作方法を変更する。挟持構造に内蔵され
た発熱ユニットと、表紙と紙積層から構成される被熱融
着物とをわずかに接触させる。同時に、挟持構造と熱融
着物とを相対運動させ、熱融着の目的を達成する。ま
た、本発明を手に持つ能動操作方法と、座台を利用する
受動操作方法を選択できるようにして、異なるサイズの
被熱融着物に対応させる。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１〜図３に、本発明のより望ま
しい熱融着機構造の実施例を示す。ケース本体１０、ケ
ース本体内に内蔵される第１熱源３０、および１対の側
方に伸びる第２熱源４０から構成される。ケース本体は
ほぼ長方形を呈し、操作する者が手で握ることができ、
被熱融着物を滑動させる溝部を持つ。第１熱源３０は接
触表面を持ち、被熱融着物の対応する表面（図１のＸ−
Ｙ平面）と接触する。第２熱源４０は被熱融着物の縦方
向表面（図１のＹ−Ｚ平面）と接触する。このように、
第１熱源と第２熱源は２軸方向の加熱域を形成し、熱伝
導の加速や被熱融着物内の熱融着物の融解増進に役立
つ。つまり、被熱融着物と熱源との間の相対運動を加速
することができる。また、本発明は座台２０を含み、必
要に応じて上記本体ケースと連結することができる。本
実施例の場合、座台はケース本体の溝部とは反対側の自
由面に設置され、座台が机の上に受けるような支持面を
持ち、ケース本体の溝部が上に面して被熱融着物が能動
的に線形運動することができる。当然、座台２０はケー
ス本体の溝部を除く他の２つの面に設置し、受動操作方
法に変更することもできる。この時、座台は適当に机面
に固定し、操作時に平衡に保つ必要がある。

【０００６】図１〜３に示す通り、ケース本体１０は対
称の２つの半ケース本体を直接嵌合したり、ねじＢで固
定して形成される。ケース本体内には嵌合部Ｒがあり、
第１熱源３０を嵌合して固定する。本実施例において、
熱源は製造が容易な長方形としており、前記の嵌合部は
ケース本体を組み立てることで直接固定することができ
るほか、嵌合部を設置し、前記熱源の周囲にある框型の
固定部に固定することもできる。当然、その他の固定方
法も可能である。平衡な操作における固定と挟持が主な
目的である。同時に熱源と嵌合部にも適当に熱絶縁を施
すことができる。

【０００７】次に、第１熱源３０と第２熱源４０につい
て、説明しやすく、且つ成形も容易な一体成形の長方形
とし、前述した通りケース本体内部に固定した状態とす
る。熱源は被熱融着物の点、線または面と熱接触を行う
が、面の接触が最も有利である。熱源は金属またはその
他の熱伝導が容易な材料を採用する。同時に被熱融着物
と実際に接触する部分は摩擦が少ないものとして、移動
しやすくする。さらに、被熱融着物の表面に対する損傷
や汚染を減少するため、加工の精度を高めたり、電気鍍
金または塗装（例えばテフロン（登録商標））の表面処
理を行う。被熱融着物が熱源にスムーズに出入りできる
ようにするため、熱源の２つの対応する端は角を取り、
３２という番号で示す。また、本実施例において、第１
熱源は電熱ユニット３３で提供されている。電熱ユニッ
トは電気抵抗または電気感応性を有する商用電熱電源を
有する。例えば、１０Ｗのセラミック電気抵抗またはＰ
ＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣ
ｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）電気抵抗は生産が簡単で、直接
採用することができる。その他の電熱電源も採用でき、
本発明の範囲に属する。

【０００８】図１３と図１４に、発熱体の応用を示す。
市販されているＰＴＣ電気抵抗は、円盤型や長方形の形
状が多い。ここでは長方形で説明する。図に示す通り、
ＰＴＣ電気抵抗の操作は１つの電源が必要だ。典型的な
使用電圧は１１０〜２４０ＶＡＣおよび１２〜３６ＶＤ
Ｃ。キューリー点は５０〜２３０℃。電気抵抗値は常温
で１０ｏｈｍｃｍ〜１０ｋｏｈｍｃｍに調整で
きる。形状については特別な制限はない。使用する時、
ＰおよびＮの両極に電圧源を設置する。さらに、金属電
極Ｔ１，Ｔ２を通じてＰＴＣ電気抵抗上に加え、全体を
絶縁材料で包み、漏電を防ぐ。

【０００９】次に異なるタイプの熱源について述べる。
つまり第１熱源と第２熱源が一体成形されているタイ
プ、または１つの発熱体を共用するタイプである。図４
と図５に示す通り、ＰＴＣ電気抵抗の熱源構造は１００
で示されている。アルミ合金またはその他の適当な金属
を押出成形すると、均一な断面を持つと同時に、経済的
に生産できる。プレス成形によって、より複雑な形状と
することもできるが、この場合コストが高くなる。

【００１０】本実施例の場合、その断面から熱源構造が
Ｈ型を呈することがわかる。上半分は被熱融着物が通過
する部分であり、以下ＣＰと記す。その作業原理につい
ては省略する。下半分はＰＴＣ発熱体を設置する空間１
０３を形成している。本実施例ではＨ型の下部にＰＴＣ
発熱体を設置し、固定板１０４でＰＴＣ発熱体を支え、
ねじ１０５で固定している。このようにＰＴＣ発熱体の
生産する熱エネルギーは熱源構造全体に伝達することが
できる。ここで注意すべきことは、本実施例の発熱体設
置空間の開放口が下を向いていなければならないと制限
するものではないことだ。固定板の形状や数量も必要に
応じて変更することができる。この種の開放型構造は、
商品開発における設計により多くの選択肢を与え、異な
る規格のＰＴＣ発熱体を設置することができるほか、商
品開発が完了した後も単一メーカーの規格に制限される
ことがない。

【００１１】図６〜図９に閉鎖型の熱源構造を示し、そ
れぞれ２００、３００、４００で示す。おもにアルミ合
金の押出成形されたもので、その部位は１００の末尾に
対応して示されている。

【００１２】まず、図６と図７に示す通り、挟持するた
めに異なる方向に力がかかるが、応用原理は前例と同じ
である。熱源構造の下部には閉鎖された矩型の発熱体設
置空間２０３がある。設置空間の側壁２０４は内側にく
ぼんでおり、構造の比較的弱い部分を形成し、対称な力
を受けて変形（矢印の部分）する。一般的には０．０１
〜０．０５ｍｍ変形できるように設計されている。おも
に材料の許容変形量とそれぞれの機械の加工特性によっ
て決める。本実施例における施力方向と同平面（断面）
の垂直方向に収縮変形が発生し、発熱体設置空間２０３
内のＰＴＣ発熱体を挟持することができる。一般的に、
挟持力は油圧で均一な施力を提供し、ＰＴＣ材料の破裂
を回避することができる。

【００１３】図８に類似の構造を示す。異なるのは発熱
体設置空間３０３の側壁３０４が外側に突出し、比較的
弱い部分を形成し、垂直方向の施力（矢印）を許容でき
る点である。この種の構造や施力方法はその施力や施力
固定において様々な選択肢を持つことができる。例え
ば、側壁のサイズをより小さく場合や不対称で固定が難
しい場合に様々な解決方法が提供できる。

【００１４】図９により便利な施力構造を示す。その発
熱体設置空間４０３は円形の断面図を持ち、垂直および
水平方向の施力を許容できる。当然のことながら、内部
のＰＴＣ発熱体の外形もその設置空間の断面形状に合わ
せる必要がある。例えば、金属電極を設置空間に合わせ
て断面を半円形とすることができる。

【００１５】第２熱源４０は一体成形にするか、分離型
として第１熱源に連結するか、さらには第１熱源から分
離して側方挟持・加熱構造とすることもできる。その中
の加熱構造は第１熱源での記述をそのまま引用できるた
め、ここでは側方挟持部分についてのみ説明する。本実
施例において、第２熱源を１組の板状体としている。そ
の一端は向かい合うより大きな固定開口部４１，４１’
がある。図１０、１１で示す入口Ｄ１は被熱融着物の許
容最大厚みとなる。もう１つの自由端４２，４２’は湾
曲し、互いに寄り添って出口Ｄ２を形成している。板状
体は弾性を有し、被熱融着物が入口を通過した時、板状
体は押し広げられ、挟持力を形成する。この挟持力は板
状体の形状やサイズで調整できる。材料力学や機械部品
設計に関する記述はここでは省略する。また、第２熱源
４０を第１熱源と一体形成する場合、第１熱源の熱エネ
ルギーを直接、側方の加熱に利用することができ、被熱
融着物の瞬間加熱や熱分布の均一性に有利となる。さら
に第２の加熱ユニットを必要としない。本実施例におい
て、第２熱源は弾性挟持板を採用し、ねじ３４で第１熱
源の作業表面の適当な位置に固定している。作業表面と
２つの弾性挟持板はＵ字型の断面を持つ挟持・加熱構造
を形成する。

【００１６】図１０〜１２に示す通り、本発明の熱源構
造の上部に位置する被熱融着物の通過するＣＰは矩型断
面を有する溝体であり、異なる厚みをもつ被熱融着物を
挟持するために１組の第２熱源またはスプリング板が利
用される。本発明が示す異なるスプリング板の設計は、
より大きな弾性変形と接触面積を提供する。図に示す通
り、スプリング板Ｓは左右対称のアーチ型を呈する。そ
の中間のアーチ部Ｓ１が向かい合い、適当にやや接触し
ている。２つの自由端Ｓ２，Ｓ３はフック部を形成し、
熱源本体を囲み、本体の固定溝１０１，２０１，３０
１，４０１上に位置し、リベットＲ１，Ｒ２でそれぞれ
固定されている。このように被熱融着物がスプリング板
のいかなる一端からＣＰに進入した後、被熱融着物の厚
みによってスプリング板が変形する。リベットが支点と
なって変形し、スプリング板が開く。このような構造
は、被熱融着物の厚みとスプリング板の接触する長さを
大幅に増加することができる。スプリング板が大きく変
形できるため、より厚い被熱融着物を許容し、接触する
長さが増えることで、加熱時間を短縮できる。当然、弾
性挟持と加熱も異なる構造で代替できる。例えば、その
他のタイプのスプリングをＵ字型断面の外側壁に設置し
たり、その他の熱エネルギーを増設して第２熱源に供給
するなどの変更は、本発明の範囲に含まれる。

【００１７】前述した第２熱源４０は第１熱源３０の作
業表面３１に設置された溝部Ｓ’であり、溝部の両側面
の短い突起部は前述のＵ字型の挟持・加熱構造を形成す
る。注意すべきことは、挟持・加熱構造の第２熱源スプ
リング板と第１熱源の作業表面３１から成るＵ字型部分
は、開口部の入口幅Ｄ１と深さＤ３をサイズとする加熱
域で、被熱融着物内の熱融着域とほぼ同じであり、この
ように、熱融着剤の融解と固化が素早く熱源の温度に対
応し、熱エネルギー分布が均一となるのに有利となる。

【００１８】さらに、座台２０により本発明に異なる移
動方法を提供する。この時、被熱融着物は能動的に本発
明の熱融着機に対して線形運動を行う。実施例におい
て、座台は厚板状を呈し、その上部表面は接合部２２が
あり、ケース本体の接合部１３と対応し、接合してい
る。製造上、便宜的に円柱と円孔による固定や干渉を採
用することができる。下表面には摩擦面２１があり、一
般的に材料や加工処理によって提供する。例えば、ゴム
材料で包んだり、ゴムリングやゴム片など高摩擦材料を
設置することで滑りを防止する。さらに操作における施
力を吸収したり緩衝できる。当然、コストを成形するた
め、プラスチック材料で座台を一体成形とし、摩擦面は
溝模様などで提供することもできる。

【００１９】本発明の操作方法を図１５でより明確に理
解することができる。被熱融着物はおもに表紙Ｃが含ま
れる。表紙Ｃは１枚の紙を折って形成したもので、通常
の厚みは０．３ｍｍ。表紙内側には熱融着層Ｇを設置
し、通常の熱融着層Ｇの融解温度は１００℃前後で、熱
固性プラスチックの温度は物理的または化学的方法で変
化することができる。紙積層Ｐと表紙Ｃを結合するため
に熱融着層Ｇを融解させ、紙積層に滲み込んだ後に固化
させる。通常、紙積層Ｐの枚数や粘着強度を変更するた
め、熱融着層の塗布はＵ字型を呈する。本発明はこのＵ
字型熱融着層を効率的に加熱することができる。

【００２０】本発明の主な操作形態は前述した能動方式
と受動方式がある。操作する者の習慣や被熱融着物の性
質によって、被熱融着物を机に置かれた座台上のケース
本体１０溝部Ｓで定義される経路に能動的に通過させ、
第１熱源３０および第２熱源４０で構成されるＵ字型の
挟持・加熱構造で被熱融着物内の熱融着層を融解し紙積
層内に滲み込ませ、被熱融着物を熱源から放して固化さ
せて熱融着の目的を達成する方式か、本体ケースを手に
持ち、本発明の熱融着機を被熱融着物に対して動かし、
前述のＵ字型挟持・加熱構造で被熱融着物の対応部分を
加熱して熱融着の目的を達成する方式を選択することが
できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によると、座台によって異なる操
作方法を提供することで、操作する者が操作条件によっ
て能動方式か受動方式かを選択することができるように
なった。またＵ字型の挟持・加熱構造で効率的に均一な
加熱を達成でき、同時に熱伝達速度を向上することがで
き、Ｕ字型の挟持・加熱構造を簡略化することで、全体
のコンパクト化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の立体組立図

【図２】本発明の実施例の断面図である。

【図３】図２中のＡ‐Ａの断面図である。

【図４】熱源構造の外観図

【図５】熱源構造の断面図

【図６】熱源構造の外観図

【図７】熱源構造の断面図

【図８】熱源構造の断面図

【図９】熱源構造の断面図

【図１０】本発明の第２熱源または弾性挟持部

【図１１】本発明の第２熱源または弾性挟持部

【図１２】本発明の第２熱源または弾性挟持部

【図１３】ＰＴＣ発熱体の応用組立図

【図１４】ＰＴＣ発熱体の応用組立図

【図１５】本発明の被熱融着物の説明図

【符号の説明】

（１０）ケース本体（１１）第１叉部（１２）第２叉部（１３）接合部（１４）把持部Ｒ固定部Ｓ，Ｓ’ 溝部Ｂネジ（２０）座台（２１）摩擦面（２２）接合部（３０）第１熱源（３１）作業表面（３２）導入部（３３）電熱ユニット（３４）ねじ（固着部品）（１００），（２００），（３００），（４００）熱源
本体（１０１），（２０１），（３０１），（４０１）固定
溝（１０２），（２０２），（３０２），（４０２）固定
孔（１０３），（２０３），（３０３），（４０３）発熱
体設置空間（１０４）固定板（１０５）ねじ（２０４），（３０４）側壁（４０）弾性挟持部（第２熱源）（４１），（４１’）開口部Ｄ１入口Ｄ２出口Ｄ３深さＳスプリング板（第２熱源）Ｓ１アーチ部Ｓ２，Ｓ３フック部Ｒ１，Ｒ２リベットＧ熱融着層Ｐ紙積層Ｃ表紙ＰＴＣＰＴＣ電気抵抗（セラミック電気抵抗）Ｔ１，Ｔ２金属電極Ｐ，Ｎ電源正負極Ｉ絶縁材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手で持ち、内部に熱融着層を設置した被熱
融着物の加熱粘着を行い、概ね長方形を呈し、操作する
者の手のひらで握ることができ、一端が開放された凹溝
を前記被熱融着物の通過経路とする１つのケース本体、
および前記ケース本体に内蔵され、前記熱融着物に加熱
と均等な施力を行い、凹溝の運動経路底部に設置された
第１熱源と、凹溝の両側面に向かい合って設置される１
組の第２熱源を有し、被熱融着物の内部にある熱融着層
を融解させる１つの挟持・加熱構造を含み、被熱融着物
を前記挟持・加熱構造で挟持し、前記被熱融着物を挟持
・加熱機構により、ケース本体の凹溝にある運動経路に
沿って相対運動を行い、熱融着の目的を達成することを
特徴とする熱融着機構造。
【請求項２】操作する場所に置き、その上部表面とケー
ス本体の凹溝とは異なる部分とを連結し、下部表面は前
記支持表面と接触する１つの座台を含み、被熱融着物を
前記挟持・加熱構造で挟持し、前記被熱融着物を挟持・
加熱機構により、ケース本体の凹溝にある運動経路に沿
って相対運動させ、熱融着の目的を達成することを特徴
とする、請求項１に記載の熱融着機構造。
【請求項３】第２熱源が分離でき、第１熱源と連結する
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の熱
融着機構造。
【請求項４】第２熱源が第１熱源の熱エネルギーから独
立していることを特徴とする、請求項１または請求項２
に記載の熱融着機構造。
【請求項５】第２熱源が互いに向かい合い、その一端が
被熱融着物の運動経路入口となり、別の一端が上記被熱
融着物の運動経路出口となり、入口端の間隔が出口端の
間隔より大きく、前記被熱融着物が通過するときに適当
な弾性で挟持できることを特徴とする、請求項１または
請求項２に記載の熱融着機構造。
【請求項６】ケース本体が１つの軸に対して対称な２つ
の半ケース本体から組み立てられていることを特徴とす
る、請求項１または請求項２に記載の熱融着機構造。
【請求項７】第２熱源（スプリング板）が左右対称のア
ーチ（Ｓ１）を呈し、その中間のアーチ部が向かい合
い、わずかに接触しており、且つ２つの自由端にはフッ
ク部（Ｓ２，Ｓ３）があり、熱源本体の外側を囲み、固
定されていることを特徴とする、請求項１または請求項
２に記載の熱融着機構造。
【請求項８】座台の下部表面には高摩擦係数を有するこ
とを特徴とする、請求項２に記載の熱融着機構造。
【請求項９】座台の下部表面には少なくとも１つの部分
に緩衝部品が設置されていることを特徴とする、請求項
２に記載の熱融着機構造。
【請求項１０】緩衝部品がゴムパッドまたはゴムリング
であることを特徴とする、請求項９に記載の熱融着機構
造。
【請求項１１】第一熱源の熱エネルギーのソースを電気
エネルギーとすることを特徴とする、請求項１または請
求項２に記載の熱融着機構造。
【請求項１２】電熱が熱電気抵抗で提供されることを特
徴とする、請求項１１に記載の熱融着機構造。
【請求項１３】第一熱源の熱エネルギーのソースをガス
とすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記
載の熱融着機構造。
【請求項１４】熱源本体が凹溝の運動経路にあり、ＰＴ
Ｃ発熱体を設置するための開放型発熱体設置空間と、開
放型発熱体設置空間の開放面に位置して前記空間を閉鎖
する固定板を有することを特徴とする、請求項１２に記
載の熱融着機構造。
【請求項１５】熱源本体が溝部Ｐの運動経路にあり、閉
鎖型発熱体設置空間を有し、前記閉鎖された空間が力を
受けて変形し、前記発熱体を挟持することを特徴とす
る、請求項１２に記載の熱融着機構造。
【請求項１６】閉鎖型発熱体設置空間の断面が矩型を呈
していることを特徴とする、請求項１５に記載の熱融着
機構造。
【請求項１７】閉鎖型発熱体設置空間の断面が円形を呈
していることを特徴とする、請求項１５に記載の熱融着
機構造。
【請求項１８】手で持ち、内部に熱融着層を設置した被
熱融着物の加熱粘着を行い、概ね長方形を呈し、操作す
る者の手のひらで握ることができ、長軸に対して対称の
２つの半ケース本体から構成され、第１叉部１１と第２
叉部１２を有し、２つの叉部間には溝部Ｓが形成され、
前記溝部を前記長軸に沿った被熱融着物の通過に供する
移動経路とする１つのケース本体１０、および前記ケー
ス本体に内蔵され、前記熱融着物に加熱と均等な施力を
行い、ほぼ長方形を呈して熱伝導しやすく、熱電気抵抗
によって熱エネルギーが提供され、前記溝部の運動経路
底部に設置された第１熱源３０と、凹溝の両側面に向か
い合って設置され、被熱融着物内の熱融着層部分に対応
する１組の第２熱源４０を有し、第２熱源の一端が互い
に向かい合い、前記第１熱源に連結されて、やや大きな
固定開口端（４１，４１’）を形成して入口となり、自
由端（４２，４２’）は湾曲して互いに近寄り、出口を
形成している１つの挟持・加熱構造を含み、被熱融着物
を前記挟持・加熱構造で挟持し、前記被熱融着物を挟持
・加熱機構により、ケース本体の溝部にある運動経路に
沿って相対運動させ、熱融着の目的を達成することを特
徴とする熱融着機構造。
【請求項１９】操作する場所に置き、厚板状を呈し、上
部表面にはケース本体の接合部と連結する接合部２２を
有し、下部表面には摩擦面を有し、前記支持表面と接触
する１つの座台を含み、被熱融着物を前記挟持・加熱構
造で挟持し、前記被熱融着物を挟持・加熱機構により、
ケース本体の溝部にある運動経路に沿って相対運動さ
せ、熱融着の目的を達成することを特徴とする、請求項
１に記載の熱融着機構造。