JP3899355B2 - ２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体 - Google Patents
２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体 Download PDFInfo
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Description
本願発明は、熱可塑性樹脂成形品へ被固定物を固定する際に、熱可塑性樹脂成形品の一部に溶着ボスと称される溶着又は変形部を予め形成し、この溶着ボスを被固定物側の固定穴内に通し、又は被固定物側に形成した係合部に係合するようにして突出させた先端側を熱で溶融又は変形することにより、熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ止めする熱溶着装置に用いられる抵抗発熱体に関するものである。
熱可塑性樹脂成形品（以下「成形品」と称す）へ被固定物をカシメ止めする方法として、特許文献１の図５に開示されている方法が公知である。この方法は、成形品（部品１）側に形成された溶着ボス（凸部１ａ）を被固定物（部品２）側に穿設された固定孔（孔２ａ）に通し、この固定孔から突き出た溶着ボスの先端側を加熱体（カシメチップ３）の当接面（加圧面３ａ）により加熱溶融して固定孔の直径より大きい直径を持つ膨大部を形成してカシメ止めするものである。
そして、前記加熱体には、ヒーター（熱源）により加熱された熱棒や、電圧を印加し、ジュール熱で発熱される溶着チップなど様々なタイプがあるが、溶着チップを用いてカシメ止めする熱溶着装置としては、特許文献２に開示されたものが公知である
そして、前記加熱体には、ヒーター（熱源）により加熱された熱棒や、電圧を印加し、ジュール熱で発熱される溶着チップなど様々なタイプがあるが、溶着チップを用いてカシメ止めする熱溶着装置としては、特許文献２に開示されたものが公知である
この特許文献２に開示された溶着装置は、先端の当接面を凹曲面とした溶着チップをベース部分の正面に形成した抵抗発熱体、電線（電極）、冷却用エアーパイプ、及び前記抵抗発熱体と冷却用パイプを固定する支持部材からなり、抵抗発熱体と電線は溶接等で電気的に接続した後、その周囲を樹脂製カバーにて包含することにより、抵抗発熱体、電線、冷却用エアーパイプを一体に構成したものである。
また、溶着ボスを溶融してカシメ止めするのではなく、熱で軟化した溶着ボスを押圧力で変形させることによりカシメ止めする方法が、前記特許文献１に開示されている。
この特許文献１に開示されているカシメ止め方法は、熱可塑性プラスチック部分に凸部を形成し、該凸部を該熱可塑性プラスチックが熱変形する温度に加熱した上、加熱部を加圧変形させて熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ止めするという方法である。
特開２００１−１８２９５号
特公平４−１９０１６号
この特許文献１に開示されているカシメ止め方法は、熱可塑性プラスチック部分に凸部を形成し、該凸部を該熱可塑性プラスチックが熱変形する温度に加熱した上、加熱部を加圧変形させて熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ止めするという方法である。
しかし、上記した公知のカシメ止め方法に用いられている熱溶着装置の溶着チップは、すべて１個で構成されていて、１本の溶着ボスごとにカシメ止めする所謂シングルタイプである。このため、次のような欠点がある。
１．カシメ止めのサイクルは、上記特許文献１の図５で開示されているように、溶着チッ
プを溶着温度まで発熱させたのち、これを溶着ボスに押し当てながら溶着ボスを溶融又
は軟化させてカシメ部を形成し、そのままの状態で溶着チップ内に冷却エアーを吹きつ
けて溶着チップの冷却を行うことにより、この熱でカシメ部の冷却と固化を行い、その
上でカシメ部から溶着チップを離す、というものである。
例えば、材質がＡＢＳ樹脂の溶着ボスであって、その直径が１．４ｍｍのもののカシ
メ止めにおいては、溶着チップが発熱を開始して所定の温度に達するまでに０．７秒を
要し、これを溶着ボスに押し当てて溶融させるまでに２．５秒を要し、冷却に３．０秒
要し、トータルでは１サイクルに６．２秒を要している。
したがって、例えば溶着ボスが１０ヶ所にあり、これをカシメ止めする場合の時間は
、６２秒となるが、２ヶ所ずつ同時にカシメ止めができれば、カシメ止めに要する時間
を１／２に短縮できることになり、この分、生産性が向上し、生産コストの低減に寄与
できる。
１．カシメ止めのサイクルは、上記特許文献１の図５で開示されているように、溶着チッ
プを溶着温度まで発熱させたのち、これを溶着ボスに押し当てながら溶着ボスを溶融又
は軟化させてカシメ部を形成し、そのままの状態で溶着チップ内に冷却エアーを吹きつ
けて溶着チップの冷却を行うことにより、この熱でカシメ部の冷却と固化を行い、その
上でカシメ部から溶着チップを離す、というものである。
例えば、材質がＡＢＳ樹脂の溶着ボスであって、その直径が１．４ｍｍのもののカシ
メ止めにおいては、溶着チップが発熱を開始して所定の温度に達するまでに０．７秒を
要し、これを溶着ボスに押し当てて溶融させるまでに２．５秒を要し、冷却に３．０秒
要し、トータルでは１サイクルに６．２秒を要している。
したがって、例えば溶着ボスが１０ヶ所にあり、これをカシメ止めする場合の時間は
、６２秒となるが、２ヶ所ずつ同時にカシメ止めができれば、カシメ止めに要する時間
を１／２に短縮できることになり、この分、生産性が向上し、生産コストの低減に寄与
できる。
２．カシメ止めの場合、その溶着強度は、通常溶着ボスの直径の大きさで決まる。
したがって、強度を大きく求める場合には、溶着ボスの直径を大きく設計する必要が
あるが、溶着ボスの直径が大きくなると、その分、溶着ボスの溶融又は軟化までの時間
が長くなり、冷却時間も長くなるため、１サイクルに要する時間は長くなり、生産性が
悪くなる。
したがって、強度を大きく求める場合には、溶着ボスの直径を大きく設計する必要が
あるが、溶着ボスの直径が大きくなると、その分、溶着ボスの溶融又は軟化までの時間
が長くなり、冷却時間も長くなるため、１サイクルに要する時間は長くなり、生産性が
悪くなる。
３．溶着ボスの径が変った場合には、基本的には溶着チップ側もこのボスの径に合った径
のものに交換する必要があるため、多種サイズの溶着チップを持った溶着装置又は抵抗
発熱体を用意しておく必要がある。
のものに交換する必要があるため、多種サイズの溶着チップを持った溶着装置又は抵抗
発熱体を用意しておく必要がある。
４．溶着ボスが並列されていて、この並列されている溶着ボス相互間に段差があったり、
材質が違っている場合に、この並列されている溶着ボスを同時にカシメ止めできると極
めて便利であり、生産上の向上を期待できるが、このような抵抗発熱体を持った溶着装
置は存在しない。
材質が違っている場合に、この並列されている溶着ボスを同時にカシメ止めできると極
めて便利であり、生産上の向上を期待できるが、このような抵抗発熱体を持った溶着装
置は存在しない。
本発明者は、上記した生産性を高めるための溶着チップについて鋭意研究を重ねた結果、抵抗発熱体に形成する溶着チップを２本にすれば、２本の溶着ボスを同時に溶着することができる、とする案が浮かんだ。しかし、単純に溶着チップを２本とした場合、この２本の溶着チップの発熱温度のバランスを保つ手段、あるいは、用途によっては左右の溶着チップの発熱温度を制御できる手段を考えつかない限り、実用化は困難であることが解った。
本願発明は、かかる点に鑑みて提案されるものであって、その目的は、２本の溶着チップを用いて２本の溶着ボスを同時にカシメ止めすることができるようにすることと、２本の溶着チップの発熱温度や冷却時間のバランスを任意に制御できる溶着装置用抵抗発熱体を提供することである。
本願発明は、かかる点に鑑みて提案されるものであって、その目的は、２本の溶着チップを用いて２本の溶着ボスを同時にカシメ止めすることができるようにすることと、２本の溶着チップの発熱温度や冷却時間のバランスを任意に制御できる溶着装置用抵抗発熱体を提供することである。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体において、熱可塑性樹脂成形品の表面に立設された２本の溶着ボスを被固定物側に設けた２ヶ所の固定穴内にそれぞれ通して、この固定穴から突出した溶着ボスの先端側を２本同時にカシメ止めするための有底円筒状に形成されたベース部分から成る抵抗発熱体であって、この抵抗発熱体の前記ベース部分の先端面には、この先端面の中心を挟んで左右対称位置に、前記２本の溶着ボスとそれぞれ対向し、かつ先端に当接面を形成した２本の溶着チップが突出形成されていること、
前記抵抗発熱体のベース部分の後端から溶着チップの当接面の裏面にかけては、ベース部分及び２本の溶着チップをその中間で前後に２分割して半割れ状に成形するスリットが形成されていること、
前記抵抗発熱体に対する電圧印加用電極部は、前記２分割されて半割れ状に成形された抵抗発熱体のベース部分の後部表面であって、半割れ状の円弧の中央に、前記スリットを挟んで対象位置に形成されていること、
を特徴とするものである。
前記抵抗発熱体のベース部分の後端から溶着チップの当接面の裏面にかけては、ベース部分及び２本の溶着チップをその中間で前後に２分割して半割れ状に成形するスリットが形成されていること、
前記抵抗発熱体に対する電圧印加用電極部は、前記２分割されて半割れ状に成形された抵抗発熱体のベース部分の後部表面であって、半割れ状の円弧の中央に、前記スリットを挟んで対象位置に形成されていること、
を特徴とするものである。
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、ベース部分の先端面から突出している左右の溶着チップの当接面までの長さに段差を設けることにより、高さの違うことを特徴とするものである。
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、左右の溶着チップを異径に形成し、異径の溶着ボスに対応できるように構成したことを特徴とするものである。
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１乃至３に記載の発明の何れか１項において、溶着チップの先端面に凹状又は平面から成る当接面を形成すると共に、この当接面の肉厚を、左右の溶着チップにおいて差を設けることにより、左右の溶着チップの発熱温度を制御できるように構成したことを特徴とするものである。
更に、請求項５に記載の発明においては、請求項１乃至３に記載の発明の何れか１項において、溶着チップ内を空洞に形成し、抵抗発熱体の中心に挿入されたエアーパイプの先端を二股に分岐して第１分岐吹出口と第２分岐吹出口を形成すると共に、この分岐した吹出口をそれぞれ溶着チップの空洞内に延長して成ることを特徴とするものである。
更に、請求項６に記載の発明においては、請求項５に記載の発明において、分岐後の吹出口を異径に形成し、大径側を高温溶着チップ側に、小径側を低温溶着チップ側に挿入して冷却時間のバランスをとるように構成したことを特徴とするものである。
更に、請求項７に記載の発明においては、請求項５に記載の発明において、分岐後の吹出口の位置を、高温に発熱する溶着チップ側については、低温に発熱する溶着チップ側の位置よりも当接面の裏側に接近させて設けることにより、冷却時間のバランスをとるように構成したことを特徴とするものである。
[作用]
自動熱溶着（カシメ止め）工程について説明する。先ず、熱溶着装置が下降して、溶着ボスの先端に溶着チップの当接面が当接すると、給電線から抵抗発熱体に電圧が印加され、２本の溶着チップは同時に発熱を開始し、所定の温度まで上昇する。この結果、溶着ボスは溶融を開始し、溶着チップの押圧力により先端側から押し潰されてきのこ状に変化した膨大部が形成される。そして、溶着チップの先端が被固定物の表面に当接したところで下降を止め、この状態を一定時間保つ。そして、十分に溶融又は熱変形したところで電圧の印加を止め、冷却エアーを溶着チップの当接面の裏側に吹き付けて、溶融チップの当接面を急冷し、併せて溶融又は軟化した膨大部分を冷却し、固化させ、カシメ止めを終わる。次に、溶着チップは上昇してカシメ止め部分から離れ、次の溶着のために待機する。以上が、カシメ止めの１サイクルである。但し、電圧の印加は、溶着チップが溶着ボスの当接面に当接する前に行うようにしても良い。
自動熱溶着（カシメ止め）工程について説明する。先ず、熱溶着装置が下降して、溶着ボスの先端に溶着チップの当接面が当接すると、給電線から抵抗発熱体に電圧が印加され、２本の溶着チップは同時に発熱を開始し、所定の温度まで上昇する。この結果、溶着ボスは溶融を開始し、溶着チップの押圧力により先端側から押し潰されてきのこ状に変化した膨大部が形成される。そして、溶着チップの先端が被固定物の表面に当接したところで下降を止め、この状態を一定時間保つ。そして、十分に溶融又は熱変形したところで電圧の印加を止め、冷却エアーを溶着チップの当接面の裏側に吹き付けて、溶融チップの当接面を急冷し、併せて溶融又は軟化した膨大部分を冷却し、固化させ、カシメ止めを終わる。次に、溶着チップは上昇してカシメ止め部分から離れ、次の溶着のために待機する。以上が、カシメ止めの１サイクルである。但し、電圧の印加は、溶着チップが溶着ボスの当接面に当接する前に行うようにしても良い。
本発明は以上のように、溶着チップをシングルタイプに替えて所謂ツインタイプとしたことにより、次の効果を奏する。
１．２本の溶着ボスを同時にカシメ止めすることができるため、多数の溶着ボスをカシメ 止めする場合、そのカシメ止め時間を１／２に短縮できる（請求項１〜７）。
２．電子部品等において、２つの部品の重量が違い、求められるカシメ止め強度が違うた めに溶着ボスの径が変えられていたり、溶着ボスの長さが変えられていたり、あるいは 材質が違う場合でも、同時にカシメ止めが可能である（請求項２〜４）。
３．１ヶ所のカシメ止めを１本の溶着ボスに代えて、溶着ボス径を例えば約１／２とした 溶着ボスを２本立ててある場合、この２本を同時にカシメ止めできるため、径の大きい １本の溶着ボスのカシメ止め時間に対し、カシメ止め時間を約１／２短縮できる（請求 項１〜７）。
４．スリット又は空洞は、溶着チップの当接面の裏側まで設けてあるため、発熱は当接面 において集中し、この分発熱までに要する時間を短縮できる（請求項１〜７）。
５．冷却エアーを、溶着チップ内を経由して当接面の裏側まで到達させることができると 共に、この到達した冷却エアーをスリットから外に直ちに逃がすことができるため、従 来のように冷却エアーの滞りがなくなり、冷却効率を高めて冷却時間の短縮を図ること ができると共に、２本の溶着チップの熱溶量が違う場合でも、冷却時間のバランスをと ることができる（請求項５、６、７）。
１．２本の溶着ボスを同時にカシメ止めすることができるため、多数の溶着ボスをカシメ 止めする場合、そのカシメ止め時間を１／２に短縮できる（請求項１〜７）。
２．電子部品等において、２つの部品の重量が違い、求められるカシメ止め強度が違うた めに溶着ボスの径が変えられていたり、溶着ボスの長さが変えられていたり、あるいは 材質が違う場合でも、同時にカシメ止めが可能である（請求項２〜４）。
３．１ヶ所のカシメ止めを１本の溶着ボスに代えて、溶着ボス径を例えば約１／２とした 溶着ボスを２本立ててある場合、この２本を同時にカシメ止めできるため、径の大きい １本の溶着ボスのカシメ止め時間に対し、カシメ止め時間を約１／２短縮できる（請求 項１〜７）。
４．スリット又は空洞は、溶着チップの当接面の裏側まで設けてあるため、発熱は当接面 において集中し、この分発熱までに要する時間を短縮できる（請求項１〜７）。
５．冷却エアーを、溶着チップ内を経由して当接面の裏側まで到達させることができると 共に、この到達した冷却エアーをスリットから外に直ちに逃がすことができるため、従 来のように冷却エアーの滞りがなくなり、冷却効率を高めて冷却時間の短縮を図ること ができると共に、２本の溶着チップの熱溶量が違う場合でも、冷却時間のバランスをと ることができる（請求項５、６、７）。
本発明に係る抵抗発熱体の基本的な形態は、ベース部分の正面に左右に間隔をあけて２本の溶着チップが突出形成され、更に、前記ベース部分の後端から溶着チップの当接面の裏側にかけて、２分割するようにスリット又は空洞が入れられた形態を特徴とするものである。
次に、本発明の実施例を各図に基づいて詳細に説明する。
次に、本発明の実施例を各図に基づいて詳細に説明する。
（請求項１に対応）
本実施例１を図１及び図２（ａ）〜（ｄ）を用いて詳細に説明する。
図１は抵抗発熱体１の斜視図である。この抵抗発熱体１は、ベース部分２１と、この正面２１ａ側に、中心を間にして一定の間隔をあけて左右に突設された２本の溶着チップ２２、２２ａとからなり、更に、前記抵抗発熱体１には、ベース部分２１側から溶着チップ２２、２２ａの先端に形成した凹部２５により形成された当接面２３の裏側にかけて、２分割するようにスリット２４、２４ａが形成されている。全体的に見ると、抵抗発熱体１は、ベース部分２１は２分割されており、そのベース部分２１の正面２１ａ部分には、スリット２４を前後に跨ぐように、２本の溶着チップ２２、２２ａが突設された外観を呈している。
なお、スリット２４及び２４ａは、絶縁空間として機能すると共に、溶着チップ２２、２２ａ部分のスリット２４ａは、冷却エアーの流出口も兼ねている。
本実施例１を図１及び図２（ａ）〜（ｄ）を用いて詳細に説明する。
図１は抵抗発熱体１の斜視図である。この抵抗発熱体１は、ベース部分２１と、この正面２１ａ側に、中心を間にして一定の間隔をあけて左右に突設された２本の溶着チップ２２、２２ａとからなり、更に、前記抵抗発熱体１には、ベース部分２１側から溶着チップ２２、２２ａの先端に形成した凹部２５により形成された当接面２３の裏側にかけて、２分割するようにスリット２４、２４ａが形成されている。全体的に見ると、抵抗発熱体１は、ベース部分２１は２分割されており、そのベース部分２１の正面２１ａ部分には、スリット２４を前後に跨ぐように、２本の溶着チップ２２、２２ａが突設された外観を呈している。
なお、スリット２４及び２４ａは、絶縁空間として機能すると共に、溶着チップ２２、２２ａ部分のスリット２４ａは、冷却エアーの流出口も兼ねている。
溶着チップ２２、２２ａについて更に説明すると、この溶着チップ２２、２２ａは、分割された２つの導電部２６と、この導電部２６の先端部において、２つの導電部２６が交わった部分に当接部２７が形成されている。そして、この当接部２７の先端面には、凹部２５により当接面２３が形成されていて、スリット２４ａは、この当接面２３の裏側まで到達している。４１は抵抗発熱体２１に対する電圧印加電線であって、この電圧印加電線４１の電圧印加部４１ａは、２分割された抵抗発熱体１のベース部分２１の後部であって、円弧の中央にそれぞれスリット２４ａを挟んで対称位置となるように形成されている。上記構成の抵抗発熱体１は、図３に示すように、ベース部分２１内に絶縁支持部材４３を挿入し、電極部４１ａを含むベース部分２１の外側は、カバー４４で覆われ、そして、前記支持部材４３の中心には、後方からエアーパイプ４２が貫通して挿入された状態となって熱溶着装置（カシメ装置）３０を構成している。
更に、図２を用いて上記したツインタイプの抵抗発熱体１を詳しく説明する。図２（ａ）は抵抗発熱体１の正面図、図２（ｂ）は抵抗発熱体１の側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。抵抗発熱体１の材料にはステンレス（ＳＵＳ）を用いた。また、抵抗発熱体１は、一方が開放された円筒状のベース部分２１とベース部分２１を閉鎖する正面２１ａには２本の溶着チップ２２、２２ａが突出形成されている。さらに溶着チップ２２、２２ａの先端面には、当接部２７が２分割されたベース部分２１のスリット２４を跨ぐようにして形成されている。それぞれの溶着チップ２２、２２ａの直径は２ｍｍ、長さは５ｍｍであり、当接部２７の正面に形成された当接面２３の内側は０．５ｍｍの深さで凹部２５が形成されている。この凹部２５は溶着ボス６２を溶融して膨大部を形成するところである。また、２分割された溶着チップ２２、２２ａは、二股状の導電部２６となっていて、この部分のスリット２４ａは、ベース部分２１の後端から切り込まれたスリット２４に続き、当接面２３の裏面２３ａのところまで、幅１ｍｍで形成されている。
また、抵抗発熱体１には、図１、２で示すように、抵抗発熱体１に電圧を印加する一対の電線４１を溶接した電極部４１ａが形成されている。次に、溶着装置３０は、図３に示すように、溶着ボスのカシメ止め後に溶着チップ２２、２２ａを冷却するためのエアーを通すエアーパイプ４２が、ベース部分２１内に挿入された支持部材４３の中心を貫通するようにして設けられ、ベース部分２１の外側は、絶縁性のカバー４４で覆われている。この熱溶着装置３０は、通常、昇降装置（図示せず）に下向きに取り付けて用いられる。
次に本実施例の熱溶着装置３０を用いた溶着方法について図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂で成形された成形品６１には、溶着ボス６２が２本形成されている。一方、熱溶着装置３０における抵抗発熱体１の左右の溶着チップ２２、２２ａの間隔（ピッチ）は、溶着ボス６２の間隔（ピッチ）と同一に設定されている。
まず、図４（ａ）のように成形品６１に一体成形された２本の溶着ボス６２を被固定物８１に形成されたそれぞれの固定孔８１ａ内に挿通させて溶着ボス６２の先端を被固定物８１の表面から突き出させる。
まず、図４（ａ）のように成形品６１に一体成形された２本の溶着ボス６２を被固定物８１に形成されたそれぞれの固定孔８１ａ内に挿通させて溶着ボス６２の先端を被固定物８１の表面から突き出させる。
次に図４（ｂ）のように、熱溶着装置３０を降下させて各々の溶着チップ２２、２２ａの当接面２３を各溶着ボス６２の先端へ適宣な押し圧で押し付け保持しながら、一対の電線４１に電源装置（図示せず）から電圧を印加すると、電気抵抗により溶着チップ２２、２２ａの当接部２７（当接面２３）は発熱し、当接面２３へ押し当てられた溶着ボス６２を加熱する。更に図４（ｃ）のように樹脂の溶融温度に達すると、溶着ボス６２は押し圧で潰されると共に、溶融部６３として当接面２３の凹部２５全体に充満されはじめる。設定された溶融工程時間が経過した後、電圧の印加を止めると同時に溶着チップ２２、２２ａ内部にエアーパイプ４２から図４（ｃ）に示すように冷却エアー９１が供給され、さらに噴出された冷却エアー９１は溶着チップ２２、２２ａの当接部２７を内部から冷却した後、スリット２４ａから外部へ放出される。発熱が溶着チップ２２、２２ａの先端のみ行われ、更に、スリット２４ａが先端のところまで入っているので、冷却エアー９１が直ぐ放出されるため、冷却エアーの滞りがなく、冷却が短時間で終わる。冷却エアー９１で溶着チップ２２、２２ａの当接面２３が冷却され、溶融部６３の樹脂が固化すると、冷却エアー９１の供給を止め、熱溶着装置３０を上昇させる。その結果図４（ｄ）に示すように、カシメ部６４が形成され、このカシメ部６４により被固定物８１は成形品６１に固定される。
本実施例の熱溶着装置３０は、抵抗発熱体１において、スリット２４ａを左右の溶着チップ２２、２２ａの発熱部２７において当接面２３の裏面２３ａまで接近して形成し、２本の溶着チップ２２、２２ａの先端の発熱部２７のみを発熱させる構成にしたため、相互の溶着チップ２２、２２ａにおいて熱のバランスが良く、然も発熱時間を短くする効果が得られた。その結果、２ヵ所のカシメ部６４のカシメ精度が向上でき、また、スリット２４ａが当接部２７の近くまで形成されているので、加熱された冷却エアー９１が直ぐ外部へ放出されるので十分な冷却効果が得られ、カシメ作業時間の短縮化が図れた。本実施例のカシメ工程時間を表１に表す。
[比較例１]
比較例１としてシングルタイプの抵抗発熱体１′を図５に示す。この抵抗発熱体１′のベース部分２１の正面２１ａの中心に１本の溶着チップ２２が突設してあり、スリット２４は、ベース部分２１で終り、溶着チップ２２側には到達していない。図６は図５の抵抗発熱体１′の正面図、図７は、図６におけるＣ−Ｃ部断面図である。この抵抗発熱体１′は、スリット２４がベース部分２１の正面２１ａ部分までであり、図１に示すように、溶着チップ２２の当接部２７の当接面２３の裏面２３ａの部分までは入っていない。冷却エアー９１は一応当接面２３の裏側までは届くが、スリット２４が溶着チップ２２側まで入っていないため、溶着チップ２２内において滞り、新しいエアーとの入れ代わりが効果的に行われないため、当接面２３の冷却に時間がかかる。
本比較例の熱溶着装置３０を用いたカシメ工程の各時間を表１に表す。なお、比較例１の抵抗発熱体１′はシングルタイプのため、実施例１の様に２カ所の溶着をおこなうには２工程必要とする（１サイクル＝２工程分）。１サイクルにおけるカシメ止め時間を比較すると、実施例１に比べて比較例１は４．９秒多くかかった。
因みに、１サイクルの各工程の時間の比較例を表１に示す。
比較例１としてシングルタイプの抵抗発熱体１′を図５に示す。この抵抗発熱体１′のベース部分２１の正面２１ａの中心に１本の溶着チップ２２が突設してあり、スリット２４は、ベース部分２１で終り、溶着チップ２２側には到達していない。図６は図５の抵抗発熱体１′の正面図、図７は、図６におけるＣ−Ｃ部断面図である。この抵抗発熱体１′は、スリット２４がベース部分２１の正面２１ａ部分までであり、図１に示すように、溶着チップ２２の当接部２７の当接面２３の裏面２３ａの部分までは入っていない。冷却エアー９１は一応当接面２３の裏側までは届くが、スリット２４が溶着チップ２２側まで入っていないため、溶着チップ２２内において滞り、新しいエアーとの入れ代わりが効果的に行われないため、当接面２３の冷却に時間がかかる。
本比較例の熱溶着装置３０を用いたカシメ工程の各時間を表１に表す。なお、比較例１の抵抗発熱体１′はシングルタイプのため、実施例１の様に２カ所の溶着をおこなうには２工程必要とする（１サイクル＝２工程分）。１サイクルにおけるカシメ止め時間を比較すると、実施例１に比べて比較例１は４．９秒多くかかった。
因みに、１サイクルの各工程の時間の比較例を表１に示す。
（請求項２に対応）
実施例２では、他の形状の抵抗発熱体について説明する。
成形品に固定する複数の被固定物が、機構的な要因により成形品面からの取付高さが相互に異なる場合があり、このような時に用いる抵抗発熱体を実施例２として次に説明する。
図８は成形品に２つの被固定物を組み込んだ部分の断面図、図９は本実施例２の抵抗発熱体の斜視図、図１０は図９において、スリット部分で縦断した状態の説明図である。
図８〜１０に基づいて詳しく説明すると、図８に示すように、成形品６１へ機構的な要因により、被固定物８１と被固定物８１ａの取り付け高さが異なり、そのため成形品６１には成形品６１面から天面の高さが異なった溶着ボス６３、６３ａが形成されている。本実施例２では、その差Ｄは０．５mmである。
実施例２では、他の形状の抵抗発熱体について説明する。
成形品に固定する複数の被固定物が、機構的な要因により成形品面からの取付高さが相互に異なる場合があり、このような時に用いる抵抗発熱体を実施例２として次に説明する。
図８は成形品に２つの被固定物を組み込んだ部分の断面図、図９は本実施例２の抵抗発熱体の斜視図、図１０は図９において、スリット部分で縦断した状態の説明図である。
図８〜１０に基づいて詳しく説明すると、図８に示すように、成形品６１へ機構的な要因により、被固定物８１と被固定物８１ａの取り付け高さが異なり、そのため成形品６１には成形品６１面から天面の高さが異なった溶着ボス６３、６３ａが形成されている。本実施例２では、その差Ｄは０．５mmである。
以上の状態に形成された溶着ボス６３、６３ａの溶着に用いる抵抗発熱体１の斜視図を図９に示す。全体の形状は、図１に示す抵抗発熱体１と同じであるが、図９、１０により異なる点を説明すると、溶着チップ２２と溶着チップ２２ａの長さは前記の理由により溶着チップ２２側は溶着チップ２２ａ側に比べて長く、その差Ｄ１は０．５mmである。
さらに、スリット２４ａの長さ（深さ）を溶着チップ２２側を深く、溶着チップ２２ａ側を浅く形成している。本実施例２では、長さが長い溶着チップ２２の先端面からスリット２４ａの先端２４ａ′までの寸法Ｌ１は、１．５mmに設定されており、長さが短い溶着チップ２２ａ側の寸法Ｌ２は１．８ｍｍに設定されている。つまり、長さが短い溶着チップ２２ａ側における当接面２３の肉厚は、長い側の溶着チップ２２側より厚くなるように設定しておく。
さらに、スリット２４ａの長さ（深さ）を溶着チップ２２側を深く、溶着チップ２２ａ側を浅く形成している。本実施例２では、長さが長い溶着チップ２２の先端面からスリット２４ａの先端２４ａ′までの寸法Ｌ１は、１．５mmに設定されており、長さが短い溶着チップ２２ａ側の寸法Ｌ２は１．８ｍｍに設定されている。つまり、長さが短い溶着チップ２２ａ側における当接面２３の肉厚は、長い側の溶着チップ２２側より厚くなるように設定しておく。
この理由について説明すると、溶着チップの長さが異なると電気抵抗値が異なる。本実施例２の場合には、長さの長い溶着チップ２２の抵抗値が他方に比べて高くなる。双方の発熱する当接面２３の肉厚が同一である場合、溶着チップ２２側は溶着チップ２２ａ側に比べて電流が少ない分（導電部の抵抗値が高いため）発熱量が小さいので、溶着チップ同士で発熱量が合わなくなってしまう不都合が生じる。したがって、溶着チップ２２の当接面２３の肉厚を溶着チップ２２ａより薄くすることにより、発熱しやすくして発熱温度を均一にバランスさせることが必要となった。これは、長さの違う２本の溶着ボスを同時にカシメ止めする場合、左右の溶着チップ２２、２２ａの温度が違うと、何れか一方の溶着ボスにおいて、過剰溶融又は溶融不足の問題が発生するためである。
実施例２のツインタイプ抵抗発熱体１を用いた溶着方法については、実施例１と同一なので説明を省略する。
実施例２のツインタイプ抵抗発熱体１を用いた溶着方法については、実施例１と同一なので説明を省略する。
（請求項３に対応）
上記実施例２では、溶着ボスの長さが異なる場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１について説明したが、本実施例３では、溶着ボスの直径が異なる場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１について説明する。
図１１は成形品６１に２つの被固定物８１、８１ａを組み込んだ部分の断面図、図１２は本実施例３に用いる抵抗発熱体１の斜視図、図１３はスリット部分２４で縦断した状態のツインタイプ抵抗発熱体１の説明図である。
各図に基づいて説明すると、図１１に示すように成形品６１には溶着ボス６３と溶着ボス６３ａが一体成形されているが、機構的な要因により溶着ボス６１と６１ａとはその直径が異なっている。この場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１については、同時溶着のため各々の溶着チップ２２、２２ａの直径が図１２に示す様に異なる形状になる。
上記実施例２では、溶着ボスの長さが異なる場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１について説明したが、本実施例３では、溶着ボスの直径が異なる場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１について説明する。
図１１は成形品６１に２つの被固定物８１、８１ａを組み込んだ部分の断面図、図１２は本実施例３に用いる抵抗発熱体１の斜視図、図１３はスリット部分２４で縦断した状態のツインタイプ抵抗発熱体１の説明図である。
各図に基づいて説明すると、図１１に示すように成形品６１には溶着ボス６３と溶着ボス６３ａが一体成形されているが、機構的な要因により溶着ボス６１と６１ａとはその直径が異なっている。この場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１については、同時溶着のため各々の溶着チップ２２、２２ａの直径が図１２に示す様に異なる形状になる。
更に、図１３を用いて詳細に説明すると、溶着チップ２２ａの直径Ｌ３は１．７ｍｍ、溶着チップ２２の直径Ｌ４は２．２ｍｍである。この場合、当然溶着チップ２２ａの方が発熱量は高くなる。したがって、この発熱量を補正するため、溶着チップ２２側のスリット２４ａを長くして、当接部２７の肉厚を溶着チップ２２ａ側の当接部２７′の肉厚と比較してＤ２＝０．５ｍｍ薄くした。この結果、溶着チップ２２ａより溶着チップ２２は発熱しやすくなり、発熱のバランスがとれ、その結果、均一な発熱を行うことができるツインタイプ抵抗発熱体１が得られた。
実施例３のツインタイプ抵抗発熱体１を用いた溶着方法については、実施例１と同一なので説明を省略する。
実施例３のツインタイプ抵抗発熱体１を用いた溶着方法については、実施例１と同一なので説明を省略する。
（請求項４に対応）
本実施例４では、ツインタイプ抵抗発熱体において、お互いの溶着チップの温度を意識的に異なる温度に発熱させる実施例を説明する。
図１４は異種材からなる２つの成形品６１、６１ａに１つの被固定物８１を組み込んだ部分の断面図、図１５は本実施例４のツインタイプ抵抗発熱体１の斜視図、図１６はスリット部分２４で縦断した状態の説明図である。
各図に基づいて説明すると、図１４に示すようにＡＢＳ樹脂からなる成形品６１には溶着ボス６３が形成され、ＰＢＴ樹脂からなる成形品６１ａには溶着ボス６３ａが一体に成形されている。その両方の溶着ボス６３、６３ａに被固定物８１が跨るように組み込まれている。溶着ボス６３、６３ａを溶融する時、溶着チップ２２、２２ａの温度としては、ＡＢＳ樹脂側は約１３０℃、ＰＢＴ樹脂側は約１８０℃に加熱する必要がある。
本実施例４では、ツインタイプ抵抗発熱体において、お互いの溶着チップの温度を意識的に異なる温度に発熱させる実施例を説明する。
図１４は異種材からなる２つの成形品６１、６１ａに１つの被固定物８１を組み込んだ部分の断面図、図１５は本実施例４のツインタイプ抵抗発熱体１の斜視図、図１６はスリット部分２４で縦断した状態の説明図である。
各図に基づいて説明すると、図１４に示すようにＡＢＳ樹脂からなる成形品６１には溶着ボス６３が形成され、ＰＢＴ樹脂からなる成形品６１ａには溶着ボス６３ａが一体に成形されている。その両方の溶着ボス６３、６３ａに被固定物８１が跨るように組み込まれている。溶着ボス６３、６３ａを溶融する時、溶着チップ２２、２２ａの温度としては、ＡＢＳ樹脂側は約１３０℃、ＰＢＴ樹脂側は約１８０℃に加熱する必要がある。
この場合に用いるツインタイプ抵抗発熱体１については、同時カシメ止めのため、各々の溶着チップ２２、２２ａの温度を異なった温度にするため、図１５の様に溶着チップ２２、２２ａのスリット２４ａの長さを変えて目的の温度となるように調整した。
更に、図１５、１６を用いて本実施例４のツインタイプ抵抗発熱体１を詳細に説明すると、溶着チップ２２ａはＡＢＳ樹脂対応のため、スリット２４ａをＰＢＴ樹脂対応の溶着チップ２２側より短くし、その差Ｄ３を０．３ｍｍとした。したがって、溶着チップ２２は、その当接面２３の抵抗値が溶着チップ２２ａ側より高いため、溶着チップ２２ａより高い温度まで加熱される。その結果、溶着ボス６３、６３ａにおいて、ＡＢＳ樹脂側の溶着ボス６３と、ＰＢＴ樹脂側の溶着ボス６３ａとは、その溶融温度に差があっても、同時にカシメ止めできるツインタイプ抵抗発熱体１が得られた。
実施例４のツインタイプ抵抗発熱体１を用いた溶着方法については、実施例１と同一なので説明を省略する。
更に、図１５、１６を用いて本実施例４のツインタイプ抵抗発熱体１を詳細に説明すると、溶着チップ２２ａはＡＢＳ樹脂対応のため、スリット２４ａをＰＢＴ樹脂対応の溶着チップ２２側より短くし、その差Ｄ３を０．３ｍｍとした。したがって、溶着チップ２２は、その当接面２３の抵抗値が溶着チップ２２ａ側より高いため、溶着チップ２２ａより高い温度まで加熱される。その結果、溶着ボス６３、６３ａにおいて、ＡＢＳ樹脂側の溶着ボス６３と、ＰＢＴ樹脂側の溶着ボス６３ａとは、その溶融温度に差があっても、同時にカシメ止めできるツインタイプ抵抗発熱体１が得られた。
実施例４のツインタイプ抵抗発熱体１を用いた溶着方法については、実施例１と同一なので説明を省略する。
（請求項５に対応）
本実施例５は、例えば実施例２〜４で説明したように、溶着チップ２２、２２ａにおいて相互の発熱温度に変化をつけた場合に、相互に熱容量に差があるため、冷却用のエアーの吹きつけについても工夫をしないと、冷却時間に差が発生し、２本の溶着ボスのカシメ止めに品質の差が生じてしまう。
そこで、本実施例５では、熱容量が大きい溶着チップ２２側については、小さい２２ａ側よりも冷却風量を多く設定し、同一時間で冷却が終了するように、エアーパイプ４２の先端に工夫を凝らした。
図１７は、溶着チップ２２、２２ａの熱容量が同一の場合であって、この場合には、エアーパイプ４２の先端４２ａを２股に分岐し、第１分岐吹出口４２ｂと第２分岐吹出口４２ｃの位置、太さを同一に設定した。この結果、第１分岐吹出口４２ｂと第２分岐吹出口４２ｃとが、当接面２３の裏面２３ａと近くなるため風量のロスを少なくすることができる。したがって、更に、冷却時間を短縮することができる。
本実施例５は、例えば実施例２〜４で説明したように、溶着チップ２２、２２ａにおいて相互の発熱温度に変化をつけた場合に、相互に熱容量に差があるため、冷却用のエアーの吹きつけについても工夫をしないと、冷却時間に差が発生し、２本の溶着ボスのカシメ止めに品質の差が生じてしまう。
そこで、本実施例５では、熱容量が大きい溶着チップ２２側については、小さい２２ａ側よりも冷却風量を多く設定し、同一時間で冷却が終了するように、エアーパイプ４２の先端に工夫を凝らした。
図１７は、溶着チップ２２、２２ａの熱容量が同一の場合であって、この場合には、エアーパイプ４２の先端４２ａを２股に分岐し、第１分岐吹出口４２ｂと第２分岐吹出口４２ｃの位置、太さを同一に設定した。この結果、第１分岐吹出口４２ｂと第２分岐吹出口４２ｃとが、当接面２３の裏面２３ａと近くなるため風量のロスを少なくすることができる。したがって、更に、冷却時間を短縮することができる。
図１８は、熱容量の大きい溶着チップ２２の第１分岐吹出口４２ｂについては、その口径を第２分岐吹出口４２ｃ側よりも太く形成して、冷却風量を多く吹きつけて冷却時間のバランスをとるようにした例である（請求項６）。
図１９は、熱容量の大きい溶着チップ２２と２２ａとの長さが変った場合（溶着チップ２２ａの方が長い）、その吹出口４２ｂ、４２ｃは、ともに当接面２３の裏面２３ａとの距離を同一にすることにより、冷却バランスをとるようにした例である（請求項７）。
なお、冷却用エアーの吹出口は、２股に分岐させず、図３のように、ベース部分２１の先端から、溶着チップ２２、２２ａ内に吹きつけるようにしてもよい。この場合には、スリット２４ａから外に流出した冷却エアーは、溶着ボスの根元周辺を、外からも冷却する効果がある。
図１９は、熱容量の大きい溶着チップ２２と２２ａとの長さが変った場合（溶着チップ２２ａの方が長い）、その吹出口４２ｂ、４２ｃは、ともに当接面２３の裏面２３ａとの距離を同一にすることにより、冷却バランスをとるようにした例である（請求項７）。
なお、冷却用エアーの吹出口は、２股に分岐させず、図３のように、ベース部分２１の先端から、溶着チップ２２、２２ａ内に吹きつけるようにしてもよい。この場合には、スリット２４ａから外に流出した冷却エアーは、溶着ボスの根元周辺を、外からも冷却する効果がある。
本実施例６は、図１に示した抵抗発熱体１のベース部分２１を図２０に示すように楕円形状を呈するように形成した例である。但し、このベース部分２１の形状以外の構成は、図１に示した抵抗発熱体１と変わるところはない。
なお、上記した本願発明において、溶着ボス２２、２２ａはすべて円柱状としたが、これは半円柱状、角柱状を呈していてもよく、このとき、被固定物側に設ける固定穴は、前記溶着ボスの形状に合わせた穴形状としてもよい。
また、固定貫通穴に代えて、被固定物の周辺側に溶着ボスの一部が係合する凹部（切り欠き）を形成し、ここに溶着ボスが係合する固定形態にも本願発明の抵抗発熱体を用いてカシメ止めは可能であり、本願発明の抵抗発熱体の利用分野の一つである。
なお、上記した本願発明において、溶着ボス２２、２２ａはすべて円柱状としたが、これは半円柱状、角柱状を呈していてもよく、このとき、被固定物側に設ける固定穴は、前記溶着ボスの形状に合わせた穴形状としてもよい。
また、固定貫通穴に代えて、被固定物の周辺側に溶着ボスの一部が係合する凹部（切り欠き）を形成し、ここに溶着ボスが係合する固定形態にも本願発明の抵抗発熱体を用いてカシメ止めは可能であり、本願発明の抵抗発熱体の利用分野の一つである。
１、１′ 抵抗発熱体
２１ ベース部分
２２、２２ａ 溶着チップ
２３ 当接面
２４、２４ａ スリット
２５ 凹部
２６ 導電部
２７ 当接部
３０、３０ 熱溶着装置
４１ 電線
４２ エアーパイプ
４３ 支持部材
４４ カバー
６１ 成形品
６２ 溶着ボス
６３ 溶融部
６４ かしめ部
８１ 被固定物
９１ 冷却エアー
２１ ベース部分
２２、２２ａ 溶着チップ
２３ 当接面
２４、２４ａ スリット
２５ 凹部
２６ 導電部
２７ 当接部
３０、３０ 熱溶着装置
４１ 電線
４２ エアーパイプ
４３ 支持部材
４４ カバー
６１ 成形品
６２ 溶着ボス
６３ 溶融部
６４ かしめ部
８１ 被固定物
９１ 冷却エアー
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂成形品の表面に立設された２本の溶着ボスを被固定物側に設けた２ヶ所の固定穴内にそれぞれ通して、この固定穴から突出した溶着ボスの先端側を２本同時にカシメ止めするための有底円筒状に形成されたベース部分から成る抵抗発熱体であって、この抵抗発熱体の前記ベース部分の先端面には、この先端面の中心を挟んで左右対称位置に、前記２本の溶着ボスとそれぞれ対向し、かつ先端に当接面を形成した２本の溶着チップが突出形成されていること、
前記抵抗発熱体のベース部分の後端から溶着チップの当接面の裏面にかけては、ベース部分及び２本の溶着チップをその中間で前後に２分割して半割れ状に成形するスリットが形成されていること、
前記抵抗発熱体に対する電圧印加用電極部は、前記２分割されて半割れ状に成形された抵抗発熱体のベース部分の後部表面であって、半割れ状の円弧の中央に、前記スリットを挟んで対象位置に形成されていること、
を特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。 - 請求項１に記載の発明において、ベース部分の先端面から突出している左右の溶着チップの当接面までの長さに段差を設けることにより、高さの違う２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
- 請求項１に記載の発明において、左右の溶着チップを異径に形成し、異径の溶着ボスに対応できるように構成したことを特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
- 請求項１乃至３に記載の発明の何れか１項において、溶着チップの先端面に凹状又は平面から成る当接面を形成すると共に、この当接面の肉厚を、左右の溶着チップにおいて差を設けることにより、左右の溶着チップの発熱温度を制御できるように構成したことを特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
- 請求項１乃至３に記載の発明の何れか１項において、溶着チップ内を空洞に形成し、抵抗発熱体の中心に挿入されたエアーパイプの先端を二股に分岐して第１分岐吹出口と第２分岐吹出口を形成すると共に、この分岐した吹出口をそれぞれ溶着チップの空洞内に延長して成ることを特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
- 請求項５に記載の発明において、分岐後の吹出口を異径に形成し、大径側を高温溶着チップ側に、小径側を低温溶着チップ側に挿入して冷却時間のバランスをとるように構成したことを特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
- 請求項５に記載の発明において、分岐後の吹出口の位置を、高温に発熱する溶着チップ側については、低温に発熱する溶着チップ側の位置よりも当接面の裏側に接近させて設けることにより、冷却時間のバランスをとるように構成したことを特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004340444A JP3899355B2 (ja) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | ２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
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