JP6116786B1 - ガス式熱可塑性樹脂部材接着器及び熱可塑性樹脂部材の接着方法 - Google Patents

Abstract

ガス式ベルト接着器（１）を用いてバーナ本体（３）から放出される炎により加熱されるベルト加熱部（１２）に一対のベルト端部を当接させて溶融し、接着する。具体的には、ガス式ベルト接着器（１）は、バーナ本体（３）の先端部（３ａ）に取り付ける中空のバーナ接続部（１１）と、ベルト加熱部（１１）に設けられ、一対のベルト端部がそれぞれ当接される一対の加熱面（１２ａ，１２ａ）とを設ける。これにより、簡易かつ安価な構造で確実にベルト加熱部（１２）を加熱して接着できるようにする。

Description

本発明は、熱可塑性ポリウレタンなどの丸ベルトやＶベルト等の熱可塑性樹脂部材の両端部を加熱して接着するガス式熱可塑性樹脂部材接着器に関する。

従来より、軽負荷の伝動目的で熱可塑性ポリウレタンよりなる丸ベルトやＶベルトが用いられている。この丸ベルトやＶベルトは、現場でベルト端を溶着して装置にセッティングし、約２４０℃の高温で溶着される（例えば、特許文献１参照）。このような溶着器は、電熱式のものであって、電気コードを有する有線式のものが多かった。

特開平８−１６６０４５号公報

そこで、携帯性を考慮してバッテリ方式が採用されるようになってきているが、バッテリのコストのために溶着器全体の価格が高くなる問題がある。また、加熱部のデジタル式温度表示や温度コントロールが容易に制御可能であるが、制御基板などが必要となって高額になるという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易かつ安価な構造で確実に熱可塑性樹脂部材両端部を加熱して接着できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ガス式の簡易な構造にした。

具体的には、第１の発明のガス式熱可塑性樹脂部材接着器では、ガスバーナの先端に取り付ける中空のバーナ接続部と、
上記バーナ接続部に連通する貫通孔を有し、上記ガスバーナから放出される炎により加熱され、一対の熱可塑性樹脂部材端部が当接される一対の加熱面を有する熱可塑性樹脂部材加熱部と、
上記熱可塑性樹脂部材加熱部の外周面に設けられて上記貫通孔に連通するガイド溝と、
上記ガイド溝を含む上記熱可塑性樹脂部材加熱部の外周面を覆うバーナカバーとを備え、
上記貫通孔に導入された炎が上記ガイド溝と上記バーナカバー内面との間に誘導されるように構成されている。

上記の構成によると、ガスバーナの炎を利用するので、すぐに熱可塑性樹脂部材の溶着温度まで熱可塑性樹脂部材加熱部を加熱して押し当てられた一対の熱可塑性樹脂部材端部を溶かして接着できるため、電気コードやバッテリが必要とされず、構造が極めて簡易になる。また、市販のガスバーナの先端に取り付けることができるので、維持コストが安価である。さらに、ガスバーナからの炎が熱可塑性樹脂部材加熱部の内部を通った後、バーナカバーに衝突して一対のガイド溝内面とバーナカバーとの間を通って熱可塑性樹脂部材加熱部外周の全体に広がるので、全体の温度のバラツキが最小限となる。なお、熱可塑性樹脂部材は、ベルトに限定されない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記熱可塑性樹脂部材は、ベルトである。

上記の構成によると、ベルトが切断されたときに現場で容易かつ確実に接着できる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記熱可塑性樹脂部材加熱部は、円柱状であり、
上記一対の加熱面は、上記熱可塑性樹脂部材加熱部の円形状両端面に設けられ、
上記ガイド溝は、上記熱可塑性樹脂部材加熱部の円周方向に沿って形成されている。

上記の構成によると、熱可塑性樹脂部材加熱部の外周面が滑らかな曲面を有するので、バーナからの炎がガイド溝とバーナカバー内面との間を滑らかに誘導される。また、円形であるので、製造しやすい。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記一対の加熱面の少なくとも一方には、所定の温度になると変色する塗料が塗布されている。

上記の構成によると、制御基板を設けなくても、安価な構造で最適な温度を容易に確認できる。

第５の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記一対の加熱面の少なくとも一方には、所定の温度になると変形するバイメタルが設けられている。

上記の構成によると、制御基板を設けなくても、安価な構造で最適な温度を容易に確認できる。

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、
上記ガスバーナは、ライター用ガスが使用可能である。

上記の構成によると、入手性がよく、維持コストが安い。

第７の発明では、第１から第６のいずれか１つの発明において、
上記熱可塑性樹脂部材加熱部は、上記バーナ接続部よりも熱伝導率の高い材料で構成されている。

上記の構成によると、熱可塑性樹脂部材加熱部がバーナ接続部よりも先に加熱されるので、効率よく熱可塑性樹脂部材が溶融される。

第８の発明では、第７の発明において、
上記バーナカバーは、上記熱可塑性樹脂部材加熱部よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。

上記の構成によると、熱可塑性樹脂部材加熱部がバーナカバーよりも先に加熱されるので、効率よく熱可塑性樹脂部材が溶融される。

第９の発明では、
所定長さに切断した熱可塑性のベルトを用意し、バーナ接続部の根元をガスバーナの先端部に差し込む準備工程と、
上記ガスバーナを着火させ、炎を上記バーナ接続部を介して熱可塑性樹脂部材加熱部の貫通孔に送り込む着火工程と、
一対のベルト端部を両側からそれぞれ上記熱可塑性樹脂部材加熱部の一対の加熱面に押し付けて所定時間維持して溶融させる溶融工程と、
上記一対のベルト端部を互いに素早く圧着し、圧着したまま所定時間保持し、溶融部を冷却固化させる圧着工程とを含む。

上記の構成によると、ガスバーナの炎を利用するので、すぐに熱可塑性樹脂部材の溶着温度まで熱可塑性樹脂部材加熱部を加熱して押し当てられた一対の熱可塑性樹脂部材端部を溶かして接着できるため、電気コードやバッテリが必要とされず、作業が極めて簡易になる。

第１０の発明では、第９の発明において、
上記溶融工程において、上記一対の加熱面の加熱面の塗料が変色し、又は該加熱面のバイメタルが変形するのを目視して所定の温度に達したことを判定する。

上記の構成によると、制御基板を設けなくても、安価な構造で最適な温度を容易に確認できる。

第１１の発明では、第９又は第１０の発明において、
上記準備工程において、ガスバーナに市販のライター用ガスを充填しておく。

上記の構成によると、バーナ接続部を市販のガスバーナの先端に取り付けることができるので、維持コストが安価である。

第１２の発明では、第９又は第１０の発明において、
上記準備工程において、上記ガスバーナとしてガス式半田ごての先端に上記バーナ接続部を取り付ける。

上記の構成によると、バーナ接続部を市販のガス式半田ごての先端に取り付けることができるので、維持コストが安価である。

以上説明したように、本発明によれば、ガスバーナから放出される炎をガイド溝に誘導させて効率よく加熱される熱可塑性樹脂部材加熱部に一対の熱可塑性樹脂部材端部を当接させて接着するようにしたことにより、簡易かつ安価な構造で確実に熱可塑性樹脂部材端部を加熱して接着できる。

ガス式ベルト接着器を示す正面図である。 ガス式ベルト接着器を示す斜視図である。 ガス式ベルト接着器を示す斜視図である。 ガス式ベルト接着器を示す分解斜視図である。 ガス式ベルト接着器を示す分解斜視図である。 ガス式ベルト接着器を示す左側面図である。 ノズル部を拡大して示す背面図である。 図１のVIII−VIII線断面図である。 図８のIX−IX線断面図である。 バーナカバーを示す背面図である。 ベルト加熱部及びバーナ接続部を示す左側面図である。 ベルト加熱部及びバーナ接続部を示す右側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６に示すように、ガス式熱可塑性樹脂部材接着器としてのガス式ベルト接着器１は、例えば、熱可塑性樹脂部材としての熱可塑性ポリウレタン単体の丸ベルトやＶベルトを熱溶着により簡単に接着させるものである。ベルトの材質は、熱可塑性のものであれば、熱可塑性ポリウレタン単体に限定されない。

ガス式ベルト接着器１は、金属製などのバーナ台２を有し、そのバーナ台２上に通常のガスライター用のガスを充填可能なガスバーナとしてのバーナ本体３が設けられている。バーナ本体３には、押圧式のバーナレバー４が設けられている。バーナ本体３の炎が放出される先端には、ノズル部１０が接続されている。バーナ本体３は、例えば、ライター用ガスが使用可能な汎用品とする。そうすると、入手性がよく、維持コストが安い。なお、バーナ本体３の先端部は、連結部３ｂを中心に回動可能であってもよい。

図７〜図１２にも示すように、ノズル部１０は、バーナ本体３の先端に取り付ける、例えば中空段付円筒状のバーナ接続部１１を備えている。バーナ接続部１１は、例えば、ステンレス鋼で構成され、その大径側の根元形状は、バーナ本体３の先端部３ａに合わせて成形すればよく、小径の先端側には、中央にガス誘導孔１１ａが開口された円筒状の挿入部１１ｂが形成されている。なお、バーナ接続部１１の根元側には、複数の空気孔１１ｃが開口されていてもよい。

バーナ接続部１１の挿入部１１ｂには、熱可塑性樹脂部材加熱部としてのベルト加熱部１２が挿入されている。ベルト加熱部１２は、例えば、熱伝導率が高い銅に比べて安価であるがステンレス鋼などに比べると熱伝導率の高い材料、例えば、真鍮で構成されている。このベルト加熱部１２は、例えば、真鍮の円柱状部材の削り出しなどで形成され、その円形状両端面に一対の加熱面１２ａ，１２ａが形成されている。円形であるので、製造しやすい。この加熱面１２ａ，１２ａは、一対のベルト端部Ｂ（図８に二点鎖線で示す）がそれぞれ当接可能な面積が確保されている。また、ベルト加熱部１２は、先端からの炎が導入される直径方向に伸びる貫通孔１２ｂを有し、その根元側にバーナ接続部１１の挿入部１１ｂが接続されている。バーナ接続部１１の外周面には、円周方向に沿って延びるガイド溝１２ｃが形成されている。ガイド溝１２ｃの深さは特に限定されないが、炎が行き渡る程度の深さが確保されていればよい。本実施形態では、ガイド溝１２ｃは、円周方向に沿って延びているが、例えば螺旋状に延びていてもよい。

ベルト加熱部１２は、その外周面が、円弧状断面を有するバーナカバー１３で覆われている。そして、ガイド溝１２ｃは、貫通孔１２ｂに導入された炎を、この外周面を覆うバーナカバー１３内面との間で誘導する役割を果たす。

バーナカバー１３は、例えば、ステンレス鋼管の内周及び側壁を切削して形成され、ベルト加熱部１２が嵌まり込む円形内周面１３ａと、ベルト加熱部１２の一方の加熱面１２ａが当接することで嵌め込み時の位置決めが容易となる内フランジ１３ｂが形成されている。内フランジ１３ｂの最小の内径は、加熱対象のベルト端部Ｂの外径よりも大きく確保されているので、ベルト加熱部１２の軸方向に押し込んで嵌め込むときの位置決めの役割も果たす。バーナカバー１３は、例えばステンレス鋼よりなるので、ベルト加熱部１２よりも熱伝導率の低い。これにより、ステンレス鋼よりなるバーナカバー１３よりも、ベルト端部Ｂが当接するベルト加熱部１２の温度が向上しやすくなっている。

このように、ガス式ベルト接着器１は、このバーナ本体３から放出される炎により加熱されるベルト加熱部１２の一対の加熱面１２ａ，１２ａに一対のベルト端部Ｂをそれぞれ当接させて溶融させた後、互いに付き合わせて接着するようになっている。

例えば、一対の加熱面１２ａ，１２ａの少なくとも一方には、所定の温度になると変色する塗料が塗布されていてもよい。このようにすれば、制御基板を設けなくても簡単な構成だけで、色の変化を見れば最適な温度を容易に確認できるというメリットがある。

また、一対の加熱面１２ａ，１２ａの少なくとも一方には、所定の温度になると変形するバイメタルが設けられていてもよい。このようにすれば、同様に制御基板を設けなくても安価な構造だけで、バイメタルの変形を見れば最適な温度を容易に確認できる。

次に、本実施形態に係るガス式ベルト接着器１を用いたベルトの接着方法について説明する。

まず、準備工程において、バーナ接続部１１の根元をバーナ本体３の先端部３ａに差し込んでおく。バーナ本体３には、市販のライター用ガスを充填しておく。また、所定長さに切断した熱可塑性のベルトを用意する。

次いで、着火工程において、バーナレバー４を押し下げて着火させ、炎をバーナ接続部１１を介してベルト加熱部１２の貫通孔１２ｂに送り込む。

しばらく加熱すると、例えば、加熱面１２ａの塗料が変色し、又はバイメタルが変形して所定の温度（例えば２４０℃）に達したことが判明する。

次いで、溶融工程において、図８に二点鎖線で示すように、一対のベルト端部Ｂをそれぞれ片手ずつに持ち、両側から一対の加熱面１２ａ，１２ａに押し付けて例えば、２０秒から９０秒維持する。すると、加熱面１２ａは、ベルトの溶融温度以上になっているので、ベルト端部Ｂが溶融する。

次いで、図８の矢印の先に二点鎖線で示すように、ベルト端部Ｂ同士を段違いのないように素早く圧着する。

次いで、圧着工程において、圧着したまま１〜２分保持し、溶融部を冷却固化すると接着が完了する。

そして、現場にて接着されてエンドレスとなったベルトを装置にセッティングする。

本実施形態では、バーナ本体３の炎を利用するので、電気式に比べてすぐにベルトの溶着温度までベルト加熱部１２を加熱して一対のベルト端部Ｂを溶かして接着できる。また、電気コードやバッテリが必要とされず、構造が極めて簡易になる。

また、市販のバーナ本体３の先端部３ａにノズル部１０を取り付けることができるので、維持コストが安価である。

また、図９に示すように、バーナ本体３からの炎がベルト加熱部１２の貫通孔１２ｂを通った後、バーナカバー１３に衝突して一対のガイド溝１２ｃ内面とバーナカバー１３との間を通ってベルト加熱部１２外周の全体に広がるので、一対の加熱面１２ａ，１２ａ全体の温度のバラツキが最小限となる。例えば、バラツキは、±１０℃程度以内に抑えられる。ベルト加熱部１２の外周面が滑らかな曲面を有するので、バーナ本体３からの炎がガイド溝１２ｃとバーナカバー１３内面との間を滑らかに誘導される。

したがって、本実施形態に係るガス式ベルト接着器１によると、バーナ本体３から放出される炎をガイド溝１２ｃに誘導させて効率よく加熱されるベルト加熱部１２に一対のベルト端部Ｂを当接させて接着するようにしたことにより、簡易かつ安価な構造で確実にベルト端部Ｂを加熱して接着できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、バーナ本体３の先端にバーナ接続部１１を取り付けたガス式ベルト接着器１の例を示したが、ガス式半田ごての先端にバーナ接続部１１を取り付けるガス式ベルト接着器１でもよい。

上記実施形態では、ガス式熱可塑性樹脂部材接着器は、丸ベルトやＶベルトを熱溶着により簡単に接着させるガス式ベルト接着器１としたが、接着対象の熱可塑性樹脂部材は、ベルトに限定される必要はなく、熱可塑性樹脂部材を接着して修理等するために幅広く使用することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ ガス式ベルト接着器（熱可塑性樹脂部材接着器）
２ バーナ台
３ バーナ本体（ガスバーナ）
３ａ 先端部
３ｂ 連結部
４ バーナレバー
１０ ノズル部
１１ バーナ接続部
１１ａ ガス誘導孔
１１ｂ 挿入部
１１ｃ 空気孔
１２ ベルト加熱部（熱可塑性樹脂部材加熱部）
１２ａ 加熱面
１２ｂ 貫通孔
１２ｃ ガイド溝
１３ バーナカバー
１３ａ 円形内周面
１３ｂ 内フランジ

Claims (12)

1. ガスバーナの先端に取り付ける中空のバーナ接続部と、
   上記バーナ接続部に連通する貫通孔を有し、上記ガスバーナから放出される炎により加熱され、一対の熱可塑性樹脂部材の端部が当接される一対の加熱面を有する熱可塑性樹脂部材加熱部と、
   上記熱可塑性樹脂部材加熱部の外周面に設けられて上記貫通孔に連通するガイド溝と、
   上記ガイド溝を含む上記熱可塑性樹脂部材加熱部の外周面を覆うバーナカバーとを備え、
   上記貫通孔に導入された炎が上記ガイド溝と上記バーナカバー内面との間に誘導されるように構成されている
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
2. 請求項１のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記熱可塑性樹脂部材は、ベルトである
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
3. 請求項１又は２のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記熱可塑性樹脂部材加熱部は、円柱状であり、
   上記一対の加熱面は、上記熱可塑性樹脂部材加熱部の円形状両端面に設けられ、
   上記ガイド溝は、上記熱可塑性樹脂部材加熱部の円周方向に沿って形成されている
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記一対の加熱面の少なくとも一方には、所定の温度になると変色する塗料が塗布されている
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
5. 請求項１から３のいずれか１つに記載のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記一対の加熱面の少なくとも一方には、所定の温度になると変形するバイメタルが設けられている
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記ガスバーナは、ライター用ガスが使用可能である
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記熱可塑性樹脂部材加熱部は、上記バーナ接続部よりも熱伝導率の高い材料で構成されている
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
8. 請求項７に記載のガス式熱可塑性樹脂部材接着器において、
   上記バーナカバーは、上記熱可塑性樹脂部材加熱部よりも熱伝導率の低い材料で構成されている
   ことを特徴とするガス式熱可塑性樹脂部材接着器。
9. 所定長さに切断した熱可塑性のベルトを用意し、バーナ接続部の根元をガスバーナの先端部に差し込む準備工程と、
   上記ガスバーナを着火させ、炎を上記バーナ接続部を介して熱可塑性樹脂部材加熱部の貫通孔に送り込む着火工程と、
   一対のベルト端部を両側からそれぞれ上記熱可塑性樹脂部材加熱部の一対の加熱面に押し付けて所定時間維持して溶融させる溶融工程と、
   上記一対のベルト端部を互いに素早く圧着し、圧着したまま所定時間保持し、溶融部を冷却固化させる圧着工程とを含む
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂部材の接着方法。
10. 請求項９の熱可塑性樹脂部材の接着方法において、
    上記溶融工程において、上記一対の加熱面の加熱面の塗料が変色し、又は該加熱面のバイメタルが変形するのを目視して所定の温度に達したことを判定する
    ことを特徴とする熱可塑性樹脂部材の接着方法。
11. 請求項９又は１０の熱可塑性樹脂部材の接着方法において、
    上記準備工程において、バーナ本体に市販のライター用ガスを充填しておく
    ことを特徴とする熱可塑性樹脂部材の接着方法。
12. 請求項９又は１０の熱可塑性樹脂部材の接着方法において、
    上記準備工程において、上記ガスバーナとしてガス式半田ごての先端に上記バーナ接続部を取り付ける
    ことを特徴とする熱可塑性樹脂部材の接着方法。

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