JP2005144591A - Heat knife - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、発熱部に接続して加熱状態となる刃先を備え、発泡スチロールや樹脂製品あるいは氷やバター等の低温固結物を容易に切断整形するためのヒートナイフに関するものである。 The present invention relates to a heat knife that includes a cutting edge that is connected to a heat generating portion to be in a heated state, and easily cuts and shapes low-temperature solidified products such as foamed polystyrene, resin products, ice, and butter.
従来、発泡スチロールなどを切断する時には、一般にワイヤー型の鋸が使われており、又細部を整形する際には、ヒートナイフと呼ばれるヒータ付きのナイフが用いられていた。 Conventionally, a wire-type saw is generally used when cutting expanded polystyrene and the like, and a knife with a heater called a heat knife has been used to shape details.
又バターナイフは固形状であるバターをパンなどに塗る時に使うナイフであるが、低温で固結したバターはパンが焼かれていてもなかなか液状とならない。このような場合にはナイフの刃先を温めるとバターがスムーズに塗れる。又ケーキをケーキナイフなどでカッティングする時は、生クリームやスポンジなどがケーキナイフの刃先に密着することによって潰れた形状になってしまう。そのため、ケーキをうまく切るためには、ケーキナイフの刃先をあぶることによって、生クリームなどとの密着が避けられ、形良く切断することができる。 A butter knife is a knife used to apply butter that is solid to bread, etc. However, butter that has been consolidated at a low temperature does not easily become liquid even if the bread is baked. In such a case, the butter can be applied smoothly by warming the knife edge. When cutting a cake with a cake knife or the like, fresh cream or sponge is brought into close contact with the cutting edge of the cake knife, resulting in a crushed shape. Therefore, in order to cut the cake well, by sticking the cutting edge of the cake knife, the close contact with the fresh cream can be avoided and the cake can be cut well.
従ってバターナイフやケーキナイフにあっても暖められた刃先を有する所謂ヒートナイフが要望されていた。このようなヒートナイフは先端のナイフ部を加熱するための機構を備えるもので従来技術としては、例えば以下の文献に記載されているものがある。
ここで特許文献1に記載されるヒートナイフは、主に電力ケーブルの接続部材であるゴム絶縁接続材を切断する際に用いられる切断治具であって、熱を発生させる機構(例えばNi−Cr合金線を巻回したものに電気を流して発熱体としたもの)と、発生した熱を刃に伝達する機構(鉄等の金属部材)と、熱を制御するための温度センサーを握り部に内設し、これらをコードで温度制御機構に接続し、更にこれらを外部電源につなげていた。この従来のヒートナイフでは、温度制御機構にあるスイッチをオンにして、温度設定ダイヤルを例えば80℃に設定して使用していた。又特許文献2に記載されるヒートナイフは、所謂加熱手段を設けたバターナイフであって、へら部分にヒータ手段、柄部にスイッチと電池を備える構成であった。
Here, the heat knife described in
しかし、特許文献1に記載されるような従来のヒートナイフは、外部電源を用いることから取扱が不便であり、又装置全体が大型となるため、特に熱容量の小さなものを加工する場合には適さなかった。一方特許文献2に記載されるバターナイフの場合、刃先温度としては一般に50℃〜80℃が適温と考えられるが、この文献にはへら部分に収納するヒータ手段、柄部に内設する電池の構成等に具体的な記述がなされていないため、実際どのような部材を用いて加熱し、かつ所定の温度に管理するのかが不明であった。
However, the conventional heat knife described in
この発明は、従来のヒートナイフが有する上記の問題点を解消すべくなされたものであり、その目的は、熱容量の小さなものを加工するのに好適な小型のヒートナイフを提供することを目的としている。又外部電源を使用せずに電池を用いても適切に加熱温度管理が可能なヒートナイフを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of conventional heat knives, and its purpose is to provide a small heat knife suitable for processing a small heat capacity. Yes. It is another object of the present invention to provide a heat knife capable of appropriately controlling the heating temperature even if a battery is used without using an external power source.
上記課題を解決するため、この発明のヒートナイフは、発熱部に接続する刃と、この刃を保持する握り部を備えるヒートナイフにおいて、前記刃は発熱部の一部を構成するフィルムヒータを内設しており、前記握り部はフィルムヒータに電気を供給する電気回路を備えることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a heat knife according to the present invention includes a blade connected to the heat generating portion and a gripping portion that holds the blade, and the blade includes a film heater that forms a part of the heat generating portion. The grip portion includes an electric circuit for supplying electricity to the film heater.
刃の形状は切断する方向に鋭利な刃先を有するもので、用いる材質は靭性や熱伝導のよい金属、例えばステンレス鋼もしくはチタン合金、あるいは鉄や鉄合金、ニッケルやニッケル合金などを用いるのが望ましい。又ヒータによる温度上昇で刃先にたわみが生じないよう材質・形状を設定する。 The shape of the blade has a sharp edge in the cutting direction, and it is desirable to use a metal having good toughness and heat conductivity, such as stainless steel or titanium alloy, or iron or iron alloy, nickel or nickel alloy, etc. . In addition, the material and shape are set so that the blade tip will not bend due to the temperature rise by the heater.
フィルムヒータを刃に内設する手段としては、例えば1枚の板材に切れ目を入れてフィルムヒータを挿入し、その後切れ目をプラスチックやアクリル製の樹脂を使って完全に密封して挿入口をパッケージするか、あるいは2枚の金属板で挟持した後周囲を溶接するか、あるいは板材に凹部を設けてフィルムヒータを収納した後、他の板材で蓋をするなどの方法がある。このようにフィルムヒータを密封することよって水洗いにも対応可能とする。 As a means for installing the film heater in the blade, for example, a film heater is inserted into a single plate material, the film heater is inserted, and then the cut is completely sealed using plastic or acrylic resin to package the insertion port. Alternatively, there is a method in which the periphery is welded after being sandwiched between two metal plates, or a recess is provided in the plate material and the film heater is accommodated, and then a lid is covered with another plate material. By sealing the film heater in this way, it is possible to cope with water washing.
フィルムヒータはニッケル合金などからなる発熱抵抗体をポリイミドシート等からなる絶縁材で挟み込んだ薄膜の面状ヒータで、任意の形状に加工することができる。リード線を握り部の電気回路に接続して電力供給を受け発熱する。 The film heater is a thin-film planar heater in which a heating resistor made of a nickel alloy or the like is sandwiched between insulating materials made of a polyimide sheet or the like, and can be processed into an arbitrary shape. The lead wire is connected to the electric circuit of the grip part to generate power and receive heat.
請求項2記載のヒートナイフの刃は、金属板内に厚さが0.3mm〜1.0mm、抵抗が1Ω〜10Ωのフィルムヒータを挟持するものであって、前記電気回路は、発熱部の一部を構成する乾電池とスイッチ及びタイマー回路を介在することを特徴とするものである。 The blade of the heat knife according to claim 2 sandwiches a film heater having a thickness of 0.3 mm to 1.0 mm and a resistance of 1 Ω to 10 Ω in a metal plate, and the electric circuit includes a heating part. It is characterized by interposing a dry battery, a switch, and a timer circuit constituting a part.
握り部は乾電池を収納する円筒体で表面にスイッチを設ける。乾電池の正極はリード線を介してヒータと電気的に接続されており、ヒータのもう一つの電極はスイッチに接続されている。乾電池の陰極は握り部に螺着するコネクター部に接続し、更にタイマー回路を介在してスイッチに接続している。 The grip is a cylindrical body that houses a dry battery, and a switch is provided on the surface. The positive electrode of the dry battery is electrically connected to the heater via a lead wire, and the other electrode of the heater is connected to a switch. The cathode of the dry battery is connected to a connector portion screwed into the grip portion, and further connected to a switch via a timer circuit.
タイマー回路の存在によりスイッチを押した後、所定時間例えば約10秒間だけヒーターに電流が流れるようにする。電源となる乾電池は例えば1.5V〜9Vのものを用いる。 After pressing the switch due to the presence of the timer circuit, a current is allowed to flow through the heater for a predetermined time, for example, about 10 seconds. For example, a dry battery having a power source of 1.5V to 9V is used.
請求項3記載のヒートナイフの発熱部は、刃温度が50℃〜100℃となるような熱出力のフィルムヒータ及び乾電池を選択することを特徴とするものである。刃先の大きさや目的とする温度に合せて、ヒータの抵抗と電圧を選択し最高到達温度を調節する。 The heat generating portion of the heat knife according to claim 3 is characterized in that a film heater and a dry battery having a heat output such that the blade temperature is 50 ° C. to 100 ° C. are selected. Select the heater resistance and voltage according to the size of the blade and the target temperature, and adjust the maximum temperature.
この発明のヒートナイフは、刃にフィルムヒータを内設するので、熱容量の小さなものを加工するのに好適な小型のヒートナイフを提供することができる。請求項2記載のヒートナイフは、握り部に乾電池とスイッチ及びタイマー回路を設けるので、スイッチを押した後、所定時間刃先を加熱することができる。このため外部電源を使用せずに電池を用いても適切な加熱温度管理が可能となる。
Since the heat knife of this invention has a film heater in the blade, it is possible to provide a small heat knife suitable for processing one having a small heat capacity. Since the heat knife according to
請求項3記載のヒートナイフは、刃温度が50℃〜100℃となるような熱出力のフィルムヒータ及び乾電池を選択するので、安全性が確保されバターナイフやケーキナイフとしても使用できる。 The heat knife according to claim 3 selects a film heater and dry battery having a heat output such that the blade temperature is 50 ° C. to 100 ° C. Therefore, safety is ensured and it can be used as a butter knife or cake knife.
次にこの発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1はヒートナイフの全体構成図である。ヒートナイフ1は、フィルムヒータ2を内設する刃3と、この刃3を保持する握り部4からなる。刃3の形状は切断する方向に鋭利な刃先3aを有するもので、例えば長さ105mm、幅15mm、厚さ1.5mmのステンレス製の板材に0.5mmの切れ目を入れ、この隙間にフィルムヒータ2を挿入する。フィルムヒータ2としては、例えば厚さ0.3mmのポリミイドコーティングされている5.2Ωのシート状抵抗を挿入する。なおフィルムヒータ2は、刃先3aの最高到達温度に合せて、抵抗が1Ω〜10Ω、厚さが0.3mm〜1.0mmの範囲内で適宜選択するので、挿入するフィルムヒータ2の厚さに適合する切れ目を形成する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a heat knife. The
フィルムヒータ2はリード線2a,2bを握り部4内に設ける電気回路に接続して電力供給を受け発熱する。握り部4は乾電池5を収納する円筒体6の表面にスイッチ7を設け、後部にコネクター部8を螺着する。スイッチ7は水がかかっても問題がないように耐水性とし、コネクター部8には図示しないO−ringを設置して水などが入らないようにする。乾電池5の正極はリード線2aを介してフィルムヒータ2と電気的に接続されており、ヒータ2のもう一つリード線2bはスイッチ7に接続されている。
The
この電気回路はタイマー回路を介在してスイッチ7を押した後、所定時間例えば約10秒間だけヒーターに電流が流れるように設定されている。ここで電気回路の詳細を図2乃至図4に基づき説明する。図2はヒートナイフ用回路ブロック線図、図3はヒートナイフ用回路図、図4は回路のタイミング図である。
This electric circuit is set so that a current flows through the heater for a predetermined time, for example, about 10 seconds after the
電気回路は、乾電池5、スイッチ7、タイマー回路を構成するマルチバイブレータ用IC9、マグネットリレー10よりなる。マルチバイブレータ用ICにはDC電圧で駆動するもの(例えばNE555相当)、マグネットリレーには最大3A程度の電流が流れても問題ないものを選択する。
The electric circuit includes a
具体的な回路としての一例を図3に示す。スイッチ7を閉じることによって、マルチバイブレータ用IC9に信号が入力され、一定時間だけ1kΩを介して、マグネットリレー10に約10mAの駆動電流が流れる。マグネットリレー10が動作することによって、電池5とヒーター2を囲む回路が閉じヒーター2に一定時間だけ電流が流れる。設定する時間に合せ図3中の未知抵抗Rと未知コンデンサCを変化させる。
An example of a specific circuit is shown in FIG. When the
図4のタイミング図において、ある時間でスイッチがONとなったとき、マグネットリレーに電流が流れる時間は1.1RCである。このため、例えば10秒間電流が流れて欲しい場合は、例えば図3においてR=1MΩ,C=10μFを選択すると、約11秒となる。Cは100pF〜10μF程度が現実的であり、Rは10MΩ以下が現実的であるので、C=1〜10μF,R=1〜10MΩの間で要望を満たすものを選択する。 In the timing diagram of FIG. 4, when the switch is turned on for a certain time, the time for the current to flow through the magnet relay is 1.1 RC. For this reason, for example, when it is desired that the current flow for 10 seconds, selecting R = 1 MΩ and C = 10 μF in FIG. Since C is practically about 100 pF to 10 μF and R is practically 10 MΩ or less, a material satisfying the requirements is selected between C = 1 to 10 μF and R = 1 to 10 MΩ.
ここで民生応用を考えた時に、刃先3aが100℃以上になると非常に危険であり、使用範囲も限られてくる。例えばバターナイフならびにケーキナイフの刃先3aの温度としての適温は50〜80℃であり、60℃程度が一つの目安となる。ヒータの熱出力が約30W以上であれば、室温が25℃の時には10秒以内に刃先の温度は60℃を越える。熱出力が30W、加熱時間10秒、3.6Ωのフィルムヒータ2を用いた場合、9V型のアルカリ、マンガン、ニッケルなどの乾電池が適している。
Here, when considering consumer applications, if the
9V型乾電池の電気容量は約10kJであり、30Wで10秒の駆動であると、一個の電池で約33回の使用が可能である。現在、様々な用途に合せた乾電池が市販されており、握り部4の大きさを考えて、最適な乾電池を選ぶことによって寿命を延ばす方法もある。 The electric capacity of the 9V type dry battery is about 10 kJ, and when it is driven at 30 W for 10 seconds, it can be used about 33 times with one battery. Currently, dry batteries suitable for various applications are commercially available, and there is also a method of extending the life by selecting an optimal dry battery in consideration of the size of the grip 4.
現在一般的に使用されているケーキナイフの刃先の大きさは、長さ150mm、幅20mm、厚さ2mm程度である。試験用ヒートナイフと比較して、熱容量は2.5倍程度あるが、実際に温度の上がる必要のあるのは、ケーキとナイフが接するは先の部分であるのでシート状抵抗の位置をずらすことによって熱出力を大きく変えることなく使用できる。 The size of the cutting edge of a cake knife that is generally used at present is about 150 mm long, 20 mm wide, and 2 mm thick. Compared to the heat knife for testing, the heat capacity is about 2.5 times, but the actual temperature needs to be raised because the point where the cake and knife touch is at the tip of the sheet. Can be used without greatly changing the heat output.
又バターナイフについても全く同様の考え方で、ナイフの大きさを若干小さめにして、形状をより使いやすい形にすればよい。プラスチックや発泡スチロールなどの加工については、使用状態に合せて、挿入するシート状抵抗の抵抗値を変えたり、スイッチによって連続的に電流が流れるような回路にすることによって、目的に合せた温度設定を行なうことができる。 The same concept applies to butter knives, and the size of the knives may be slightly reduced to make the shape easier to use. For processing plastics and polystyrene foam, change the resistance value of the sheet resistance to be inserted according to the usage conditions, or change the temperature to match the purpose by using a circuit that allows continuous current to flow through the switch. Can be done.
又刃先部分に熱電対なども同時に導入し、温度モニターをしつつ、一定の温度が出るような回路を組むこともでき、又熱が出ていることを確認するためにLEDを付けるなどの追加回路も考えられる。 In addition, a thermocouple, etc. can be introduced at the blade tip at the same time to monitor the temperature, so that a circuit that generates a certain temperature can be built, and an LED is added to confirm that the heat is generated. A circuit is also conceivable.
このヒートナイフは、乾電池と称してきた一次電池だけでなく、充電の問題が解決されれば二次電池の使用なども適用できる。 This heat knife can be applied not only to a primary battery which has been called a dry battery, but also to the use of a secondary battery if the problem of charging is solved.
1 ヒートナイフ
2 フィルムヒータ
3 刃
4 握り部
5 乾電池
6 円筒体
7 スイッチ
8 コネクター部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
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-
2003
- 2003-11-13 JP JP2003384317A patent/JP2005144591A/en active Pending
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