JP6143962B2

JP6143962B2 - ３次元ベローズ溶着方法及びその溶着装置並びにそのベローズ

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Publication number: JP6143962B2
Application number: JP2016538840A
Authority: JP
Inventors: ハム・ウィシン; ハム・ウソン
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Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2017-06-07
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Description

本発明は、３次元ベローズ溶着方法及びその溶着装置並びにそのベローズに関し、より詳細には、２回の熱溶着作業により積層された複数の単位セル素材が互いに連結されて複数の単位セルからなるベローズが形成され、この単位セルがバッフルで連結されるだけでなく、複数の単位セルの内部が互いに連結される３次元ベローズ溶着方法及びその溶着装置並びにそのベローズに関する。

一般に、エアマットレスは、エア注入による膨張及びエア排出による折り畳み保管が容易であって、家庭で就寝用ベッドとして使用できるだけでなく、キャンピング場所の底材、医療用ベッド、船舶内の狭小な休憩空間、郊外の憩いの場、水遊び用途など、様々な場所で便利に使用されている。

エアマットレスの使用において、最も大きい問題は、マットレス全体面積のうち、荷重を受ける特定部分が陥没されず、マットレス全体面積にわたって荷重を分散させつつ、身体などを支えることができるか否かにあり、かつ、エアの注入及び排出が円滑になされるか否かにあるといえるであろう。

一般的な従来のエアマットレス構造は、全体的に内部が１つの単一空間（単一セル）からなっており、単一空間内に複数個のバッフルが等間隔で取り付けられた構造からなっている。

バッフルの構成をみると、エアマットレスの単一空間内の上部面及び下部面にそれぞれ接着剤で接着されるメインバッフルと、メインバッフルの上端一側面及び単一空間の上部面に接着される上部補助バッフルと、メインバッフルの下端一側面及び単一空間の下部面に接着される下部補助バッフルで構成されている。

このようなバッフルは、エアマットレスの単一空間内にエアを注入するとき、マットレスの上端及び下端をつかみながら、エアが上下方向に膨張し続けることを防ぐ役割をする。

しかし、このような従来のエアマットレスは、その内部が単一空間からなっているので、エアマットレスの特定領域に外圧（例えば、身体の荷重）が作用することになると、エアマットレス内のエアは、外圧が作用する特定領域を除いた残りの領域側に集中するようになり、これにより、エアマットレスの特定領域が集中的に陥没されてユーザの身体を均等に、かつ弾力的に支持することができないという短所がある。

また、エアマットレスの内面において、その上下面に複数のバッフルを一々手作業で接着させることで、作業工数が相当多くなり、作業時間が長くかかって作業性が大きく劣り、それにより、大量生産のための生産性が劣るしかないし、製造原価の上昇を招くという短所がある。

このような問題点を解決するために、本出願人は、エアマットレス及びこの製造装置並びに方法（特許出願第１０−２０１１−０１４３６２６号）を開発したことがある。

このようなエアマットレスは、上部カバー部材生地及び下部カバー部材生地を相互間に一定の間隔で維持させ、一方向に供給し、上部カバー部材生地及び下部カバー部材生地に一定間隔のバッフル形成孔を貫通形成させ、上部及び下部カバー部材のバッフル形成孔に一定長さのバッフル用芯地を貫通挿入する。

そして、上部及び下部カバー部材のバッフル形成孔を貫通して、上部及び下部カバー部材の外表面に突出したバッフル用芯地の上端及び下端部を上部及び下部カバー部材の外表面に接着させ、上部及び下部カバー部材の枠部分を裁縫した後、上部及び下部カバー部材の内部に存在するバッフル用芯地間に複数のエアチューブを内蔵させる。

ところが、このような従来のエアマットレスは、上述したように、上部カバー部材生地及び下部カバー部材生地にそれぞれバッフル形成孔を形成させるステップ、バッフル形成孔にバッフル用芯地を挟むステップ、バッフル用芯地の上下端を上部カバー部材生地及び下部カバー部材生地に接着させるステップ、上部カバー部材及び下部カバー部材の枠を裁縫するステップ、バッフル用芯地間にエアチューブを内蔵させるステップなど、種々のステップ等によってエアマットレスが製造されるので、製造工程が依然として複雑であり、これにより、製造単価が上昇されるという問題があった。

また、このような従来の熱溶着方法は、高周波、超音波、インダクションヒータを用いたＸＹ平面に上下に熱を伝達する方法であって、複数の積層された母材が同時に溶着されるか、厚い母材の溶着には限界がある。

すなわち、従来の熱溶着方法は、熱をＺ方向である水平に伝達する方法でないため、複数の積層された母材を一度に溶着させるか、厚い母材を溶着させるには限界がある。

上述した問題点を解決するための本発明の目的は、熱をＺ方向である水平に伝達することにより、複数の積層された母材を溶着させるので、２回の熱溶着作業で複数の単位セルが製造され、この単位セルがバッフルで連結されるだけでなく、複数の単位セルの内部が互いに連結されるようにした３次元ベローズ溶着方法及びその溶着装置並びにそのベローズを提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の３次元ベローズは、単位セルの最外側両面のうち、一面に備えられて、単位セルの最外側一面を仕上げる第１の仕上げ単位セル素材と、製造される単位セルの個数に合うように第１の仕上げ単位セル素材の上部面に複数個積層され、それぞれ通気孔が形成された単位セル素材と、単位セルの最外側両面のうち、他面に備えられて、単位セルの最外側他面を仕上げる第２の仕上げ単位セル素材と、第２の仕上げ単位セル素材に備えられて、それぞれの単位セル内部に空気を注入するか、注入された空気を排出させる空気注入口と、単位セル素材の通気孔周りに位置され、単位セル素材間毎に毎度備えられず、一間飛ばして位置され、通気孔周りが加熱される際、上下に隣接した２つの単位セル素材の通気孔周りが熱溶着されることを妨害する第１の接着妨害フィルムと、単位セル素材の外郭周りに位置され、単位セル素材間毎に毎度備えられず、第１の接着妨害フィルムが位置されていない単位セル素材間に位置されるように一間飛ばして位置され、単位セル素材の外郭周りが加熱されるとき、上下に隣接した２つの単位セル素材の外郭周りが熱溶着されることを妨害する第２の接着妨害フィルムとを備えてなることを特徴とする。

上述した目的を達成するための本発明の３次元ベローズ溶着装置は、２枚の単位セル素材、第１の接着妨害フィルム、他の２枚の単位セル素材が繰り返し積層された部分を穿孔して単位セル素材、第１の接着妨害フィルムに通気孔を形成させる孔加工カッターと、孔加工カッターに設けられて、孔加工カッターを加熱し、孔加工カッターを介して穿孔された通気孔周りに熱を伝達して第１の接着妨害フィルムで遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材の通気孔周辺を互いに溶着させる孔周り溶着ヒータと、孔加工カッターの一側に設けられ、単位セルの外郭に沿って第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の接着妨害フィルム、第２の仕上げ単位セル素材の周りをカットする外郭加工カッターと、外郭加工カッターに設けられて、外郭加工カッターを加熱し、外郭加工カッターを介して穿孔された第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の仕上げ単位セル素材の外郭に熱を伝達して第２の接着妨害フィルムで遮断されなかった第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の仕上げ単位セル素材の外郭周辺を互いに溶着させる外郭溶着ヒータとを備えてなることを特徴とする。

上述した同一の目的を達成するための本発明の３次元ベローズ溶着方法は、（ａ）単位セルの一面をなす単位セル素材を用意し、（ｂ）単位セルの外郭をなす単位セル素材上に第２の接着妨害フィルムを定着させ、（ｃ）第２の接着妨害フィルム上に他の単位セル素材を定着させ、（ｄ）通気孔が形成される他の単位セル素材上に第１の接着妨害フィルムを定着させ、（ｅ）製造される単位セルの個数の分だけ（ａ）ないし（ｄ）のステップを繰り返して単位セル素材、第２の接着妨害フィルム、他の単位セル素材、第１の接着妨害フィルムを順次積層させ、（ｆ）積層された単位セル素材、第１の接着妨害フィルムに孔周り溶着ヒータが設けられた孔加工カッターを加圧して単位セル素材に通気孔を形成させ、（ｇ）孔周り溶着ヒータで孔加工カッターを加熱して通気孔周りを加熱するので、第１の接着妨害フィルムで遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材の通気孔周辺を互いに溶着させ、（ｈ）積層された単位セル素材の最外側両面に第１の仕上げ単位セル素材及び空気注入口が備えられた第２の仕上げ単位セル素材を位置させて単位セルの両側を仕上げ、（ｉ）積層された第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の接着妨害フィルム、第２の仕上げ単位セル素材に外郭溶着ヒータが設けられた外郭加工カッターを加圧して単位セルの外郭に沿って第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の仕上げ単位セル素材をカットさせ、（ｊ）外郭溶着ヒータで外郭加工カッターを加熱してカットされた第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の仕上げ単位セル素材の周りを加熱するので、第２の接着妨害フィルムで遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材の外郭周辺を互いに溶着させて備えられることを特徴とする。

以上のような本発明は、製造される単位セルの個数の分だけ単位セル素材、第２の接着妨害フィルム、他の単位セル素材、第１の接着妨害フィルムを繰り返し的に積層させ、積層された単位セル素材、第１の接着妨害フィルムに孔周り溶着ヒータが設けられた孔加工カッターを加圧して単位セル素材に通気孔を形成させた後、通気孔周りを加熱するので、第１の接着妨害フィルムで遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材の通気孔周辺を互いに溶着させ、積層された単位セル素材の最外側両面に第１の仕上げ単位セル素材及び空気注入口が備えられた第２の仕上げ単位セル素材を位置させて単位セルの両側を仕上げた後、外郭加工カッターを加圧して単位セルの外郭に沿って第１の仕上げ単位セル素材、単位セル素材、第２の仕上げ単位セル素材をカット及びカットされた周りを加熱するので、第２の接着妨害フィルムで遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材の外郭周辺を互いに溶着させて備えられる。したがって、単位セル素材、第１の接着妨害フィルム、第２の接着妨害フィルム、第１の仕上げ単位セル素材、第２の仕上げ単位セル素材積層作業と通気孔穿孔作業、及び外郭穿孔作業により複数の単位セルの形成及び単位セルの接着、そして、単位セルの内部空間が連通される。したがって、２回の穿孔作業だけで複数の単位セルが製造され、この単位セルが互いに接合されるだけでなく、その単位セルの内部が互いに連結されるので、量産が可能であり、製造単価を大きく低減することができる。

本発明の３次元ベローズを製造するためのセル素材及びフィルムの一部を分離して見せた概略的断面図。図１のセル素材及びフィルムを密着させた状態を見せた概略的断面図。通気孔を形成するための孔加工カッターを見せた概略的断面図。孔加工カッター及び孔周り溶着ヒータが作動されて通気孔が形成された後、第１の接着妨害フィルムが備えられず、互いに当接した単位セル素材の通気孔周りに孔周り溶着部が形成された状態を見せた概略的断面図。図４の両面に第１の仕上げ単位セル素材及び第２の仕上げ単位セル素材が位置された状態を見せた概略的断面図。第１の仕上げ単位セル素材及び第２の仕上げ単位セル素材が密着され、単位セルの形態に合うように外郭がカットされるための状態を見せた概略的断面図。単位セル素材の周りがカットされた後、第２の接着妨害フィルムが備えられず、互いに当接した単位セル素材の外郭周りに外郭溶着部が形成された状態を見せた概略的断面図。製造完了された状態を見せた概略的斜視図。単位セルに空気を注入する状態を見せた概略的斜視図。図９の断面図。本発明の他の実施形態を見せた概略的断面図。孔加工カッターにより通気孔が形成された後、通気孔周りが溶着された状態を見せた概略的断面図。単位セルが複数個積層された状態を見せた概略的斜視図。１つの単位セル内部に空気が充填された状態を見せた概略的断面図。本発明の他の実施形態を見せた概略的平面図。

本発明の具体的な特徴及び利点は、添付された図面を参照した以下の説明によりさらに明確になるであろう。

図１は、本発明の３次元ベローズを製造するためのセル素材及びフィルムの一部を分離して見せた概略的断面図であり、図２は、図１のセル素材及びフィルムを密着させた状態を見せた概略的断面図であり、図３は、通気孔を形成するための孔加工カッターを見せた概略的断面図である。図４は、孔加工カッター及び孔周り溶着ヒータが作動されて通気孔が形成された後、第１の接着妨害フィルムが備えられず、互いに当接した単位セル素材の通気孔周りに孔周り溶着部が形成された状態を見せた概略的断面図であり、図５は、図４の両面に第１の仕上げ単位セル素材及び第２の仕上げ単位セル素材が位置された状態を見せた概略的断面図であり、図６は、第１の仕上げ単位セル素材及び第２の仕上げ単位セル素材が密着され、単位セルの形態に合うように外郭がカットされるための状態を見せた概略的断面図である。図７は、単位セル素材の周りがカットされた後、第２の接着妨害フィルムが備えられず、互いに当接した単位セル素材の外郭周りに外郭溶着部が形成された状態を見せた概略的断面図であり、図８は、製造完了された状態を見せた概略的斜視図であり、図９は、単位セルに空気を注入する状態を見せた概略的斜視図であり、図１０は、図９の断面図である。

本発明の３次元ベローズには、複数の単位セル１０が２回の穿孔作業により互いに溶着された状態で備えられるところ、このような単位セル１０は、単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０、第２の接着妨害フィルム４０、第１の仕上げ単位セル素材５０、第２の仕上げ単位セル素材６０からなる。

単位セル素材２０は、製造される単位セル１０の個数に合うように、第１の仕上げ単位セル素材５０の上部面に複数個積層され、それぞれ通気孔２１が形成されている。

第１の接着妨害フィルム３０は、単位セル素材２０の通気孔２１の周りに位置され、単位セル素材２０間毎に毎度備えられず、一間飛ばして位置され、通気孔２１の周りが加熱されるとき、上下に隣接した２つの単位セル素材２０の通気孔２１の周りが熱溶着されることを妨害する。

このような第１の接着妨害フィルム３０は、図１に示すように、後述する第２の接着妨害フィルム４０と交互に単位セル素材２０間に備えられるところ、第２の接着妨害フィルム４０が下側から１番目及び２番目の単位セル素材２０間に備えられれば、第１の接着妨害フィルム３０は、２番目及び３番目の単位セル素材２０間に備えられ、このように、単位セル素材２０の個数に合うように、第１の接着妨害フィルム３０及び第２の接着妨害フィルム４０が単位セル素材２０間に交互に位置される。

第２の接着妨害フィルム４０は、単位セル素材２０の外郭周りに位置され、単位セル素材２０間毎に毎度備えられず、第１の接着妨害フィルム３０が位置されていない単位セル素材２０間に位置されるように一間飛ばして位置され、単位セル素材２０の外郭周りが加熱されるとき、上下に隣接した２つの単位セル素材２０の外郭周りが熱溶着されることを妨害する。

このような第２の接着妨害フィルム４０は、図１に示すように、第１の接着妨害フィルム３０と交互に単位セル素材２０間に備えられるところ、第２の接着妨害フィルム４０が下側から１番目及び２番目の単位セル素材２０間に備えられれば、第１の接着妨害フィルム３０は、２番目及び３番目の単位セル素材２０間に備えられ、このように、単位セル素材２０の個数に合うように、第１の接着妨害フィルム３０及び第２の接着妨害フィルム４０が単位セル素材２０間に交互に位置される。

第１の仕上げ単位セル素材５０は、単位セル１０の最外側両面のうち、一面に備えられて、単位セル１０の最外側一面を仕上げる。

第２の仕上げ単位セル素材６０は、単位セル１０の最外側両面のうち、他面に備えられて、単位セル１０の最外側他面を仕上げる。したがって、第１の仕上げ単位セル素材５０及び第２の仕上げ単位セル素材６０により単位セルの最外側両面が仕上げられるので、単位セル１０間の空間が密閉される。

空気注入口６１は、第２の仕上げ単位セル素材６０に備えられて、それぞれの単位セル１０内部に空気を注入するか、注入された空気を排出させるようになる。

このような本発明の３次元ベローズ用単位セル１０は、３次元ベローズ溶着装置により製造される。この３次元ベローズ溶着装置は、孔加工カッター７０、孔周り溶着ヒータ８０、外郭加工カッター９０、外郭溶着ヒータ１００を備えてなる。

孔加工カッター７０は、２枚の単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０、他の２枚の単位セル素材２０が繰り返し積層された部分を穿孔して単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０に通気孔２１を形成させる。

孔周り溶着ヒータ８０は、孔加工カッター７０に設けられて、孔加工カッター７０を加熱し、孔加工カッター７０を介して穿孔された通気孔２１周りに熱を伝達して第１の接着妨害フィルム３０で遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材２０の通気孔周辺を互いに溶着させる。

図４は、孔加工カッター７０及び孔周り溶着ヒータ８０が作動されて通気孔２１が形成された後、通気孔２１周りに孔周り溶着部１１が形成された状態を見せた概略的断面図である。

孔加工カッター７０が作動されて単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０が穿孔されると、これらに通気孔２１が形成される。孔加工カッター７０が穿孔された後、孔周り溶着ヒータ８０が作動されて穿孔された通気孔２１周りを加熱すれば、通気孔２１周りが溶融される。

このとき、２番目及び３番目の単位セル素材２０の通気孔２１周辺は、第１の接着妨害フィルム３０により遮断された状態である。したがって、孔周り溶着ヒータ８０により通気孔２１が溶融されても、２番目及び３番目の単位素材の通気孔２１周辺は互いに溶着されない。

これに対し、１番目及び２番目の単にセル素材２０の通気孔２１周辺と３番目及び４番目の単位セル素材２０の通気孔２１周辺は、第１の接着妨害フィルム３０により遮断された状態でない。したがって、通気孔２１周辺が溶融されるとき、互いに溶着されつつ、これらの間には孔周り溶着部１１が形成される。

外郭加工カッター９０は、孔加工カッター７０の一側に設けられ、単位セル１０の外郭に沿って第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の接着妨害フィルム４０、第２の仕上げ単位セル素材６０の周りをカットする。

外郭溶着ヒータ１００は、外郭加工カッター９０に設けられて、外郭加工カッター９０を加熱し、外郭加工カッター９０を介して穿孔された第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の仕上げ単位セル素材６０の外郭に熱を伝達して第２の接着妨害フィルム４０で遮断されなかった第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の仕上げ単位セル素材６０の外郭周辺を互いに溶着させる。

図７は、単位セル素材２０の周りがカットされた後、カットされた単位セル素材２０の外郭に外郭溶着部１２が形成された状態を見せた概略的断面図である。

外郭加工カッター９０が作動されて第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の接着妨害フィルム４０、第２の仕上げ単位セル素材６０が穿孔されると、単位セル１０の外郭に沿ってこれらの周りがカットされる。

外郭加工カッター９０が穿孔された後、外郭溶着ヒータ１００が作動されて、穿孔された第１の仕上げ単位セル素材５０、第２の仕上げ単位セル素材６０、単位セル素材２０の外郭を加熱すると、カットされた外郭部分が溶融される。このとき、第２の接着妨害フィルム４０が位置された上下側の単位セル素材２０は、その外郭が溶融されても互いに溶着されない。

これに対し、第２の接着妨害フィルム４０が備えられず、互いに当接した状態の２つの面の外郭部分は溶融されつつ、互いに溶着される。

図７を参照して互いに溶着される部分と溶着されない部分とを説明すれば、次のとおりである。

第１の仕上げ単位セル素材５０及びその上側の単位セル素材２０間には、第２の接着妨害フィルム４０が備えられないので、外郭部分が加熱されるとき、互いに溶着される。

１番目の単位セル素材２０及び２番目の単位セル素材２０と、３番目の単位セル素子２０及び４番目の単位セル素材２０との間には、第２の接着妨害フィルム４０が備えられるので、これらの外郭部分が溶融されても互いに溶着されない。

それに対し、２番目の単位セル素材２０及び３番目の単位セル素材２０の間には、第２の接着妨害フィルム４０が備えられないので、外郭部分が加熱されるとき、互いに溶着される。

そして、４番目の単位セル素材２０及び第２の仕上げ単位セル素材６０の間には、第２の接着妨害フィルム４０が備えられないので、外郭部分が加熱されるとき、互いに溶着される。

このような本発明の３次元ベローズは、次のように製造される。

まず、単位セル１０の一面をなす単位セル素材２０を用意する。

単位セル素材２０が用意されれば、単位セル１０の外郭をなす単位セル素材２０上に第２の接着妨害フィルム４０を定着させる。

そして、第２の接着妨害フィルム４０上に他の単位セル素材２０を定着させる。

単位セル素材２０、第２の接着妨害フィルム４０、他の単位セル素材２０が順次定着されると、通気孔２１が形成される他の単位セル素材２０上に第１の接着妨害フィルム３０を定着させる。

このような本発明は、製造される単位セル１０の個数の分だけ上述した積層構造を繰り返し的に積層させて単位セル１０の個数を増加させることができる。すなわち、製造する単位セル１０の個数に合うように、単位セル素材２０、第２の接着妨害フィルム４０、他の単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０を繰り返し的に積層させることができる。

複数のセル素材及びフィルムが積層されると、加圧クッション１２０でセル素材及びフィルムを押さえて支持させ、積層された単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０に孔周り溶着ヒータ８０が設けられた孔加工カッター７０を加圧して単位セル素材２０に通気孔２１を形成させる。

そして、孔周り溶着ヒータ８０で孔加工カッター７０を加熱して通気孔２１周りを加熱するので、第１の接着妨害フィルム３０で遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材２０の通気孔２１周辺を互いに溶着させる。

互いに密着された単位セル素材２０の通気孔２１周辺が互いに溶着されると、積層された単位セル素材２０の最外側両面に第１の仕上げ単位セル素材５０及び空気注入口６１が備えられた第２の仕上げ単位セル素材６０を位置させて単位セル１０の両側を仕上げる。

そして、単位セル素材２０の最外側両面に第１の仕上げ単位セル素材５０、第２の仕上げ単位セル素材６０が位置されれば、加圧クッション１２０でこれらを押さえて支持させ、積層された第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の接着妨害フィルム４０、第２の仕上げ単位セル素材６０に外郭溶着ヒータ１００が設けられた外郭加工カッター９０を加圧して単位セル１０の外郭に沿って第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の仕上げ単位セル素材６０をカットさせる。

セル素材の外郭がカットされると、外郭溶着ヒータ１００で外郭加工カッター９０を加熱してカットされた第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の仕上げ単位セル素材６０の周りを加熱するので、第２の接着妨害フィルム４０で遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材２０の外郭周辺を互いに溶着させる。

このような本発明の３次元ベローズは、次のような効果がある。

本発明は、製造される単位セル１０の個数の分だけ単位セル素材２０、第２の接着妨害フィルム４０、他の単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０を繰り返し的に積層させる。積層された単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０に孔周り溶着ヒータ８０が設けられた孔加工カッター７０を加圧して単位セル素材２０に通気孔２１を形成させた後、通気孔２１周りを加熱するので、第１の接着妨害フィルム３０で遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材２０の通気孔２１周辺を互いに溶着させる。積層された単位セル素材２０の最外側両面に第１の仕上げ単位セル素材５０及び空気注入口６１が備えられた第２の仕上げ単位セル素材６０を位置させて単位セル１０の両側を仕上げた後、外郭加工カッター８０を加圧して単位セル１０の外郭に沿って第１の仕上げ単位セル素材５０、単位セル素材２０、第２の仕上げ単位セル素材６０をカット及びカットされた周りを加熱するので、第２の接着妨害フィルム４０で遮断されなかった隣接した２つの単位セル素材２０の外郭周辺を互いに溶着させて備えられる。

したがって、単位セル素材２０、第１の接着妨害フィルム３０、第２の接着妨害フィルム４０、第１の仕上げ単位セル素材５０、第２の仕上げ単位セル素材６０の積層作業と通気孔２１の穿孔作業、及び外郭穿孔作業により複数の単位セル１０の形成及び単位セル１０の接着、そして、単位セル１０の内部空間が連通される。

したがって、２回の穿孔作業のみで複数の単位セル１０が製造され、この単位セル１０が互いに接合されるだけでなく、その単位セル１０の内部が互いに連結されるので、量産が可能であり、製造単価を大きく低減することができる。

図１１は、本発明の他の実施形態を見せた概略的断面図であり、図１２は、孔加工カッター７０により通気孔２１が形成された後、通気孔２１周りが溶着された状態を見せた概略的断面図であり、図１３は、単位セル１０が複数個積層された状態を見せた概略的斜視図であり、図１４は、１つの単位セル１０内部に空気が充填された状態を見せた概略的断面図である。

このような本発明の３次元ベローズは、チューブ形態の単位セル素材２０が備えられ、その内部に単位セル素材２０より小さい大きさのチューブ形態の一対の仕切り１１０が備えられ得る。仕切り１１０の内部には第１の接着妨害フィルムが挿入される。

図１１のように、単位セル１０が備えられた後に積層されれば、孔加工カッター７０が作動されて単位セル素材２０及び仕切り１１０に通気孔２１を形成させる。通気孔２１が形成されれば、孔周り溶着ヒータ８０が作動されて通気孔２１周りを溶着させる。

したがって、通気孔２１周辺の仕切り１１０及び単位セル素材２０が溶着される。このような状態で、図示してはいないが、単位セル素材２０の最外側両面に第１の仕上げ単位セル素材５０及び第２の仕上げ単位セル素材６０を位置させ、外郭加工カッター９０及び外郭溶着ヒータ１００を用いてその外郭をカットした後、溶着させる。

このような状態で単位セル１０の内部に空気を注入させると、内部が膨張されつつ、仕切り１１０が広げられるようになり、これにより、単位セル１０の内部には５間のセルが仕切られる。

したがって、仕切り１１０により単位セル１０の内部が複数の間に仕切られ、仕切られた間は、単位セル１０の内部の対流現象を妨害するので、エアマットレスに伝達された熱気や冷気が身体に伝達されることを最小化させるようになる。

本発明は、３次元ベローズ溶着方法により２回の接着で様々な形態のベローズを製造することができ、例えば、センサ、ダストカバー、リフトなどに使用されるベローズを簡便に製造することができる。

図１５は、本発明の他の実施形態を見せた概略的平面図であって、左側から１番目のベローズは、中央及び周りが円形にカットされたドーナツ形状のベローズであり、２番目のベローズは、中央及び周りが三角形にカットされた三角形ベローズであり、３番目のベローズは、中央及び周りが四角形にカットされた四角形ベローズであり、４番目のベローズは、周りがＣ字形状にカットされたＣ字形ベローズである。

このように、本発明の３次元ベローズ溶着方法によれば、様々な形態のベローズを簡便かつ迅速に製造することができる。

一方、生地である単位セル素材２０にポリウレタンである第２の接着妨害フィルム４０をボンディングさせた状態で備えさせることができ、このような場合、第２の接着妨害フィルム４０を単位セル素材２０間に別に挿入させる必要がない。

また、本発明は、単位セル素材２０に第２の接着妨害フィルム４０をラミネートさせ、ラミネートされた単位セル素材２０を穿孔し、穿孔したところにポリウレタンであるワッシャーを溶着させて備えることもできる。

このような本発明は、単位セル素材２０を積層させた後、孔加工カッター７０でワッシャー部分をカットさせ、孔周り溶着ヒータ８０を作動させてカットされたワッシャーの孔周りを加熱させて溶着させる。

Claims

互いに溶着された複数の単位セルを備え、
前記単位セルは、
並列に配置された３以上の単位セル素材と、
隣接する２つの前記単位セル素材の間毎にそれぞれ交互に配置された第１および第２の接着妨害フィルムと、
前記単位セル素材の並列方向の最外面にそれぞれ設けられた第１および第２の仕上げ単位セル素材と、
前記単位セル素材の並列方向周りの外郭に設けられ、かつ、隣接する前記単位セル素材間を塞いで、前記単位セルの内部に閉鎖空間を形成する外郭溶着部と、
を有し、
前記第２の仕上げ単位セル素材には、前記単位セルの内部の前記閉鎖空間に接続されて前記閉鎖空間に空気を注入するための空気注入口が設けられ、
前記単位セル素材および前記第１の接着妨害フィルムが積層された部分には、前記前記並列方向に延びる通気孔が設けられ、
前記第１の接着妨害フィルムは、前記通気孔周りに配置され、隣接した２つの前記単位セル素材の通気孔周りが熱溶着されることを妨害し、
前記第２の接着妨害フィルムは、前記単位セル素材の前記外郭周りに配置され、隣接した２つの前記単位セル素材の前記外郭周りが熱溶着されることを妨害する、エアマットレス用の３次元ベローズ。
請求項１に記載の３次元ベローズを溶着する３次元ベローズ溶着装置であって、
前記３次元ベローズにおける前記単位セル素材、前記第１の接着妨害フィルム、および、他の前記単位セル素材が積層された部分に、前記通気孔を形成させる孔加工カッターと、
前記孔加工カッターに設けられて、前記孔加工カッターを加熱する孔周り溶着ヒータと、
前記孔加工カッターに設けられ、前記単位セルの前記外郭に沿って前記第１の仕上げ単位セル素材、前記単位セル素材、前記第２の接着妨害フィルム、および、前記第２の仕上げ単位セル素材の周りをカットする外郭加工カッターと、
前記外郭加工カッターに設けられて、前記外郭加工カッターを加熱する外郭溶着ヒータと、
を備え、
前記孔周り溶着ヒータにより加熱された前記孔加工カッターが、前記通気孔周りに熱を伝達して、その間に前記第１の接着妨害フィルムが配置されてない隣接した２つの前記単位セル素材の前記通気孔周辺を互いに溶着させ、
前記外郭溶着ヒータにより加熱された前記外郭加工カッターが、前記第１の仕上げ単位セル素材、前記単位セル素材、および、前記第２の仕上げ単位セル素材の前記並列方向周りの外郭周辺に熱を伝達して、前記第１の仕上げ単位セル素材、前記単位セル素材、および、前記第２の仕上げ単位セル素材の前記並列方向周りの外郭周辺における前記第２の接着妨害フィルムが配置されていない部分を互いに溶着させる、３次元ベローズ溶着装置。
請求項１に記載の３次元ベローズを請求項２に記載の３次元ベローズ用着装置を用いて溶着する３次元ベローズ溶着方法であって、
（ａ）第１の前記単位セル素材を用意し、
（ｂ）前記第１の単位セル素材上の前記外郭周りに前記第２の接着妨害フィルムを定着させ、
（ｃ）前記（ｂ）のステップにより定着させた前記第２の接着妨害フィルム上に第２の前記単位セル素材を定着させ、
（ｄ）前記第２の単位セル素材上の前記通気孔が形成される部分に前記第１の接着妨害フィルムを定着させ、
（ｅ）前記第１の接着妨害フィルム上に第３の前記単位セル素材を定着させ、
（ｆ）第３の前記単位セル素材上の前記外郭周りに前記第２の接着妨害フィルムを定着させ、
（ｇ）前記（ｆ）のステップにより定着させた前記第２の接着妨害フィルム上に第４の前記単位セル素材を定着させ、
（ｈ）製造される前記単位セルの個数の分だけ前記（ｄ）ないし前記（ｇ）のステップを繰り返して、前記第１の接着妨害フィルム、第３の前記単位セル素材、前記第２の接着妨害フィルム、および、第４の前記単位セル素材を順次積層させ、
（ｉ）前記孔加工カッターにより、前記単位セル素材および前記第１の接着妨害フィルムが積層された部分に前記通気孔を形成し、
（ｊ）前記孔周り溶着ヒータにより前記孔加工カッターを加熱して、前記第１の接着妨害フィルムが配置されていない隣接した２つの前記単位セル素材の前記通気孔２１周りを互いに溶着させ、
（ｋ）前記（ａ）ないし前記（ｊ）のステップにより積層された前記単位セル素材の最外側両面に、前記第１の仕上げ単位セル素材及び前記空気注入口が設けられた前記第２の仕上げ単位セル素材を配置して前記単位セルの前記並列方向の両側を仕上げ、
（ｌ）前記外郭加工カッターにより、前記（ａ）ないし前記（ｋ）のステップにより積層された前記第１の仕上げ単位セル素材、前記単位セル素材、前記第２の接着妨害フィルム、および、前記第２の仕上げ単位セル素材の周りを前記並列方向周りの外郭に沿ってカットし、
（ｍ）前記外郭溶着ヒータにより前記外郭加工カッターを加熱して、前記第１の仕上げ単位セル素材、前記単位セル素材、および、前記第２の仕上げ単位セル素材の前記並列方向周りの外郭周辺における前記第２の接着妨害フィルムが配置されていない部分を互いに溶着させて前記外郭溶着部を形成する、３次元ベローズ溶着方法。