JP3955381B2 - シール用素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば樹脂製品の熱シールに用いられるシール用素子であって、特に、シール部位と重なる位置に電極を有するシール用素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば樹脂製のシート同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールする場合、例えば図４に示すようなシール用素子１が用いられる。このシール用素子１は、通電により発熱し、シート同士のシール部位を加熱する発熱体２と、発熱体２に給電する一対の電極３とから構成され、電極３には更にコード４が接続されている。
【０００３】
発熱体２は、シール部位の形状に応じた形状（図では環状）とされ、かつ発熱体２のうち、シール部位との対向面（図４中下方を向く面。以下「対向面」と略す。）２ａは平面とされている。また、電極３はＬ字状をなし、発熱体２の軸を挟んで対称となる位置に、そのＬ字状をなす一方の側面を溶接等の方法で固定することにより、発熱体２に接続されている。
【０００４】
このシール用素子１による熱シールの手順を図５とともに説明する。熱シールに際しては、シート５，６を上下に重ねた後、シール部位Ｓに、シート５の表面側から対向面２ａを当接させ、この状態でコード４及び電極３を介して発熱体２に通電する。すると、発熱体２が発熱してシール部位Ｓを加熱し、シート５，６が、未シール部分Ｍを囲む閉鎖された環状に熱シールされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱シールに使用されるシール素子の場合、発熱体には、例えばステンレスのような、導電性が小さく抵抗の大きい金属を用いる必要がある一方、電極には、例えば銅のような、導電性が大きく抵抗の小さい金属を用いる必要がある。そのため、図４に示すような、電極３の側面が発熱体２の表面に面接触しているシール素子１では、通電に伴い、電流が、図６中矢印Ａで示すように、発熱体２の表面に接触する電極３の両端部から発熱体２の周方向に沿って流れる。
【０００６】
従って、発熱体２のうち、電極３の中央部と当接する部分（図６中Ｂで示す範囲）では、電流が抵抗の小さい電極３側を流れてしまうため、発熱体２に電流が流れにくくなり、発熱体２の発熱が不十分となる。その結果、上記従来のシール素子１では、シール部位Ｓに対する加熱が図６中Ｂで示す範囲で不十分となり、シール部位Ｓにシールむらが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、上記のような、シール部位と重なる位置に電極を有するシール素子において、シールむらのない、均一な熱シールが可能なシール素子の提供をその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、重ね合わされた複数の物品同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールするシール用素子であって、通電により発熱し、前記物品のシール部位を加熱する発熱体と、この発熱体に給電する、前記発熱体より高い導電性を有する一対の電極とを備え、前記発熱体は、両端がそれぞれ前記シール部位との対向面と反対側にＬ字状に屈曲して前記電極に対する接続部を形成した一対の部材からなり、全体としてシール部位の形状に応じた環状とされ、前記電極が、前記発熱体の前記シール部位との対向面に対し立設された板状をなし、前記電極の前記シール部位側の端部が、前記一対の発熱体のうちの一方の発熱体の端部に形成された接続部と、他方の発熱体の端部に形成された接続部との間に挟まれて固定され、かつ前記電極の前記シール部位を向く端面が、前記発熱体の抵抗値が均等に分割される位置にて、前記発熱体の前記シール部位との対向面に露出していることを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項２に係る発明は、重ね合わされた複数の物品同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールするシール用素子であって、通電により発熱し、前記物品のシール部位を加熱する発熱体と、この発熱体に給電する、前記発熱体より高い導電性を有する一対の電極とを備え、前記電極が、前記発熱体の前記シール部位との対向面に対し立設された板状をなし、かつ前記電極の前記シール部位を向く端面が、前記発熱体の抵抗値が均等に分割される位置にて、前記発熱体の前記シール部位との対向面に露出しており、前記発熱体の前記シール部位との対向面上に、前記発熱体より高い熱伝導性を有する均熱層が、絶縁層を介して設けられていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
本発明に係るシール用素子の一例を図１及び図２に示す。このシール用素子１１は、上記従来のシール用素子１と同様、樹脂製のシート等を熱シールする際に用いられるもので、通電により発熱し、シール部位を加熱する発熱体１２と、発熱体１２に給電する一対の電極１３とから構成されている。
【００１１】
発熱体１２は、半円環状をなす一対の部材で、全体としてシール部位の形状に応じた環状とされ、かつ発熱体１２のうち、シール部位との対向面（図１中下方を向く面。以下「対向面」と略す。）１２ａは平面とされている。また、発熱体１２の両端は、いずれも対向面１２ａと反対側（図１中上方）にＬ字状に屈曲し、互いに対向する接続部１２ｂを形成している。
【００１２】
電極１３は薄板からなる矩形状の部材で、その長手方向と直交する片の幅は、発熱体１２の幅と同一とされている。また、電極１３の一端部はＬ字状をなし、この一端部には更に、給電用のコード（図示せず。）を接続するための穴１３ａが形成されている。
【００１３】
そして、電極１３の他端部を接続部１２ｂ間に挟み、溶接等の方法で固定することにより、一対の電極１３が、発熱体１２の軸を挟んで対称となる位置、すなわち発熱体１２の抵抗値が均等に分割される位置にて、対向面１２ａに対し垂直に立設される。また、電極の固定に際しては、図２に示すように、電極１３の他端面（熱シール時にシール部位を向く端面）１３ｂを、対向面１２ａに露出させる。
【００１４】
ここで、発熱体１２には、上記従来のシール用素子１と同様、例えばステンレスのような、導電性が小さく抵抗の大きい金属を用いる。一方、電極１３には、導電性と熱伝導性の双方が大きい金属を用いる。この条件を満たす金属としては、例えば銅が挙げられる。
【００１５】
このシール用素子１１による熱シールの手順は、上記従来のシール用素子１と同様である。すなわち、２枚のシートを上下に重ねた後、シール部位に、シートの表面側から発熱体１２の対向面１２ａを当接させ、コード及び電極１３を介して発熱体１２に通電し、発熱体１２を発熱させる。その結果、加熱されたシール部位が、未シール部分を囲む閉鎖された環状に熱シールされる。
【００１６】
ところで、このシール用素子１１では、従来のシール用素子１と異なり、電極１３のシール部位を向く端面１３ｂが、発熱体１２のシール部位との対向面１２ａに露出している。従って、電極１３に熱伝導性に優れた金属を用い、かつ接続部１２ｂの発熱により電極１３を左右から加熱した際に端面１３ｂの温度が対向面１２ａの温度とほぼ同一となるよう、電極１３の厚さＣを（例えば０．４mm程度に）薄くすることにより、シール部位に対する均一な加熱が可能となり、シール部位におけるシールむらの発生が防止される。
【００１７】
シール部位に対する加熱を更に均一とするため、図３に示すように、発熱体１２の対向面１２ａ上に、発熱体１２より高い熱伝導性を有する均熱層１５を、絶縁層１４を介して設けてもよい。この場合、均熱層１５には、発熱体１２と同径、同幅の円環状をなすアルミニウム板や銅板等が用いられる。また、絶縁層１４には、例えばプリント回線基板の絶縁材に用いられるイミド樹脂が用いられる。均熱層１５にアルミニウム板を用いた場合には、アルミニウム板の一方の面に酸化層（アルミナ層）を形成し、このアルミナ層を絶縁層１４としてもよい。
【００１８】
対向面１２ａ上に均熱層１５を設けた場合には、発熱体１２を発熱させた際の、電極１３の設置部位における僅かな温度むらが、均熱層１５の存在により相殺される。その結果、シール部位が更に均一に加熱され、シール部位における僅かなシールむらの発生をも防止することが可能となる。
【００１９】
なお、上記の実施形態では、樹脂製のシート同士を未シール部分を囲む閉鎖された環状に熱シールする際に用いられるシール用素子１１を例に挙げて説明したが、本発明は、構造上、シール部位と重なる位置に電極を形成する必要があるシール用素子であれば、如何なるシール用素子に対しても適用可能な技術である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のシール素子では、電極が、発熱体のシール部位との対向面に対して立設された板状をなし、かつ電極のシール部位を向く端面が、発熱体の前記対向面に露出している。その結果、本発明のシール素子によれば、発熱体により加熱された前記端面の温度が前記対向面の温度とほぼ同一となるよう電極の厚さを薄くすることにより、シール部位に対する均一な加熱が可能となり、シール部位におけるシールむらの発生が防止される。
【００２１】
また、前記対向面に均熱層を設けた場合には、発熱体を発熱させた際の、電極の設置部位における僅かな温度むらが、均熱層の存在により相殺される。その結果、シール部位が更に均一に加熱され、シール部位における僅かなシールむらの発生をも防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るシール用素子の一例を示す上方斜視図である。
【図２】 本発明に係るシール用素子の一例を示す要部側面図である。
【図３】 本発明に係るシール用素子の一例を示す要部側面図である。
【図４】 従来のシール用素子の一例を示す上方斜視図である。
【図５】 シール用素子を用い、樹脂製のシート同士を未シール部分を囲む閉鎖された環状に熱シールする際の状況を示す断面図である。
【図６】 従来のシール用素子における電流の流れを示す要部側面図である。
【符号の説明】
１１ シール用素子
１２ 発熱体
１２ａ 発熱体のシール部位との対向面（対向面）
１２ｂ 発熱体の電極に対する接続部（接続部）
１３ 電極
１３ｂ 電極の他端面（シール部位を向く端面）
１４ 絶縁層
１５ 均熱層
Ｍ 未シール部分
Ｓ シール部位
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば樹脂製品の熱シールに用いられるシール用素子であって、特に、シール部位と重なる位置に電極を有するシール用素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば樹脂製のシート同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールする場合、例えば図４に示すようなシール用素子１が用いられる。このシール用素子１は、通電により発熱し、シート同士のシール部位を加熱する発熱体２と、発熱体２に給電する一対の電極３とから構成され、電極３には更にコード４が接続されている。
【０００３】
発熱体２は、シール部位の形状に応じた形状（図では環状）とされ、かつ発熱体２のうち、シール部位との対向面（図４中下方を向く面。以下「対向面」と略す。）２ａは平面とされている。また、電極３はＬ字状をなし、発熱体２の軸を挟んで対称となる位置に、そのＬ字状をなす一方の側面を溶接等の方法で固定することにより、発熱体２に接続されている。
【０００４】
このシール用素子１による熱シールの手順を図５とともに説明する。熱シールに際しては、シート５，６を上下に重ねた後、シール部位Ｓに、シート５の表面側から対向面２ａを当接させ、この状態でコード４及び電極３を介して発熱体２に通電する。すると、発熱体２が発熱してシール部位Ｓを加熱し、シート５，６が、未シール部分Ｍを囲む閉鎖された環状に熱シールされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱シールに使用されるシール素子の場合、発熱体には、例えばステンレスのような、導電性が小さく抵抗の大きい金属を用いる必要がある一方、電極には、例えば銅のような、導電性が大きく抵抗の小さい金属を用いる必要がある。そのため、図４に示すような、電極３の側面が発熱体２の表面に面接触しているシール素子１では、通電に伴い、電流が、図６中矢印Ａで示すように、発熱体２の表面に接触する電極３の両端部から発熱体２の周方向に沿って流れる。
【０００６】
従って、発熱体２のうち、電極３の中央部と当接する部分（図６中Ｂで示す範囲）では、電流が抵抗の小さい電極３側を流れてしまうため、発熱体２に電流が流れにくくなり、発熱体２の発熱が不十分となる。その結果、上記従来のシール素子１では、シール部位Ｓに対する加熱が図６中Ｂで示す範囲で不十分となり、シール部位Ｓにシールむらが生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、上記のような、シール部位と重なる位置に電極を有するシール素子において、シールむらのない、均一な熱シールが可能なシール素子の提供をその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、重ね合わされた複数の物品同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールするシール用素子であって、通電により発熱し、前記物品のシール部位を加熱する発熱体と、この発熱体に給電する、前記発熱体より高い導電性を有する一対の電極とを備え、前記発熱体は、両端がそれぞれ前記シール部位との対向面と反対側にＬ字状に屈曲して前記電極に対する接続部を形成した一対の部材からなり、全体としてシール部位の形状に応じた環状とされ、前記電極が、前記発熱体の前記シール部位との対向面に対し立設された板状をなし、前記電極の前記シール部位側の端部が、前記一対の発熱体のうちの一方の発熱体の端部に形成された接続部と、他方の発熱体の端部に形成された接続部との間に挟まれて固定され、かつ前記電極の前記シール部位を向く端面が、前記発熱体の抵抗値が均等に分割される位置にて、前記発熱体の前記シール部位との対向面に露出していることを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項２に係る発明は、重ね合わされた複数の物品同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールするシール用素子であって、通電により発熱し、前記物品のシール部位を加熱する発熱体と、この発熱体に給電する、前記発熱体より高い導電性を有する一対の電極とを備え、前記電極が、前記発熱体の前記シール部位との対向面に対し立設された板状をなし、かつ前記電極の前記シール部位を向く端面が、前記発熱体の抵抗値が均等に分割される位置にて、前記発熱体の前記シール部位との対向面に露出しており、前記発熱体の前記シール部位との対向面上に、前記発熱体より高い熱伝導性を有する均熱層が、絶縁層を介して設けられていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
本発明に係るシール用素子の一例を図１及び図２に示す。このシール用素子１１は、上記従来のシール用素子１と同様、樹脂製のシート等を熱シールする際に用いられるもので、通電により発熱し、シール部位を加熱する発熱体１２と、発熱体１２に給電する一対の電極１３とから構成されている。
【００１１】
発熱体１２は、半円環状をなす一対の部材で、全体としてシール部位の形状に応じた環状とされ、かつ発熱体１２のうち、シール部位との対向面（図１中下方を向く面。以下「対向面」と略す。）１２ａは平面とされている。また、発熱体１２の両端は、いずれも対向面１２ａと反対側（図１中上方）にＬ字状に屈曲し、互いに対向する接続部１２ｂを形成している。
【００１２】
電極１３は薄板からなる矩形状の部材で、その長手方向と直交する片の幅は、発熱体１２の幅と同一とされている。また、電極１３の一端部はＬ字状をなし、この一端部には更に、給電用のコード（図示せず。）を接続するための穴１３ａが形成されている。
【００１３】
そして、電極１３の他端部を接続部１２ｂ間に挟み、溶接等の方法で固定することにより、一対の電極１３が、発熱体１２の軸を挟んで対称となる位置、すなわち発熱体１２の抵抗値が均等に分割される位置にて、対向面１２ａに対し垂直に立設される。また、電極の固定に際しては、図２に示すように、電極１３の他端面（熱シール時にシール部位を向く端面）１３ｂを、対向面１２ａに露出させる。
【００１４】
ここで、発熱体１２には、上記従来のシール用素子１と同様、例えばステンレスのような、導電性が小さく抵抗の大きい金属を用いる。一方、電極１３には、導電性と熱伝導性の双方が大きい金属を用いる。この条件を満たす金属としては、例えば銅が挙げられる。
【００１５】
このシール用素子１１による熱シールの手順は、上記従来のシール用素子１と同様である。すなわち、２枚のシートを上下に重ねた後、シール部位に、シートの表面側から発熱体１２の対向面１２ａを当接させ、コード及び電極１３を介して発熱体１２に通電し、発熱体１２を発熱させる。その結果、加熱されたシール部位が、未シール部分を囲む閉鎖された環状に熱シールされる。
【００１６】
ところで、このシール用素子１１では、従来のシール用素子１と異なり、電極１３のシール部位を向く端面１３ｂが、発熱体１２のシール部位との対向面１２ａに露出している。従って、電極１３に熱伝導性に優れた金属を用い、かつ接続部１２ｂの発熱により電極１３を左右から加熱した際に端面１３ｂの温度が対向面１２ａの温度とほぼ同一となるよう、電極１３の厚さＣを（例えば０．４mm程度に）薄くすることにより、シール部位に対する均一な加熱が可能となり、シール部位におけるシールむらの発生が防止される。
【００１７】
シール部位に対する加熱を更に均一とするため、図３に示すように、発熱体１２の対向面１２ａ上に、発熱体１２より高い熱伝導性を有する均熱層１５を、絶縁層１４を介して設けてもよい。この場合、均熱層１５には、発熱体１２と同径、同幅の円環状をなすアルミニウム板や銅板等が用いられる。また、絶縁層１４には、例えばプリント回線基板の絶縁材に用いられるイミド樹脂が用いられる。均熱層１５にアルミニウム板を用いた場合には、アルミニウム板の一方の面に酸化層（アルミナ層）を形成し、このアルミナ層を絶縁層１４としてもよい。
【００１８】
対向面１２ａ上に均熱層１５を設けた場合には、発熱体１２を発熱させた際の、電極１３の設置部位における僅かな温度むらが、均熱層１５の存在により相殺される。その結果、シール部位が更に均一に加熱され、シール部位における僅かなシールむらの発生をも防止することが可能となる。
【００１９】
なお、上記の実施形態では、樹脂製のシート同士を未シール部分を囲む閉鎖された環状に熱シールする際に用いられるシール用素子１１を例に挙げて説明したが、本発明は、構造上、シール部位と重なる位置に電極を形成する必要があるシール用素子であれば、如何なるシール用素子に対しても適用可能な技術である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のシール素子では、電極が、発熱体のシール部位との対向面に対して立設された板状をなし、かつ電極のシール部位を向く端面が、発熱体の前記対向面に露出している。その結果、本発明のシール素子によれば、発熱体により加熱された前記端面の温度が前記対向面の温度とほぼ同一となるよう電極の厚さを薄くすることにより、シール部位に対する均一な加熱が可能となり、シール部位におけるシールむらの発生が防止される。
【００２１】
また、前記対向面に均熱層を設けた場合には、発熱体を発熱させた際の、電極の設置部位における僅かな温度むらが、均熱層の存在により相殺される。その結果、シール部位が更に均一に加熱され、シール部位における僅かなシールむらの発生をも防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るシール用素子の一例を示す上方斜視図である。
【図２】 本発明に係るシール用素子の一例を示す要部側面図である。
【図３】 本発明に係るシール用素子の一例を示す要部側面図である。
【図４】 従来のシール用素子の一例を示す上方斜視図である。
【図５】 シール用素子を用い、樹脂製のシート同士を未シール部分を囲む閉鎖された環状に熱シールする際の状況を示す断面図である。
【図６】 従来のシール用素子における電流の流れを示す要部側面図である。
【符号の説明】
１１ シール用素子
１２ 発熱体
１２ａ 発熱体のシール部位との対向面（対向面）
１２ｂ 発熱体の電極に対する接続部（接続部）
１３ 電極
１３ｂ 電極の他端面（シール部位を向く端面）
１４ 絶縁層
１５ 均熱層
Ｍ 未シール部分
Ｓ シール部位
Claims (2)
- 重ね合わされた複数の物品同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールするシール用素子であって、通電により発熱し、前記物品のシール部位を加熱する発熱体と、この発熱体に給電する、前記発熱体より高い導電性を有する一対の電極とを備え、前記発熱体は、両端がそれぞれ前記シール部位との対向面と反対側にＬ字状に屈曲して前記電極に対する接続部を形成した一対の部材からなり、全体としてシール部位の形状に応じた環状とされ、前記電極が、前記発熱体の前記シール部位との対向面に対し立設された板状をなし、前記電極の前記シール部位側の端部が、前記一対の発熱体のうちの一方の発熱体の端部に形成された接続部と、他方の発熱体の端部に形成された接続部との間に挟まれて固定され、かつ前記電極の前記シール部位を向く端面が、前記発熱体の抵抗値が均等に分割される位置にて、前記発熱体の前記シール部位との対向面に露出していることを特徴とするシール用素子。
- 重ね合わされた複数の物品同士を、未シール部分を囲む閉鎖された線状に熱シールするシール用素子であって、通電により発熱し、前記物品のシール部位を加熱する発熱体と、この発熱体に給電する、前記発熱体より高い導電性を有する一対の電極とを備え、前記電極が、前記発熱体の前記シール部位との対向面に対し立設された板状をなし、かつ前記電極の前記シール部位を向く端面が、前記発熱体の抵抗値が均等に分割される位置にて、前記発熱体の前記シール部位との対向面に露出しており、前記発熱体の前記シール部位との対向面上に、前記発熱体より高い熱伝導性を有する均熱層が、絶縁層を介して設けられていることを特徴とするシール用素子。
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