JP7339048B2

JP7339048B2 - 超音波ホッチキスと超音波ホッチキス用樹脂製ピン

Info

Publication number: JP7339048B2
Application number: JP2019135980A
Authority: JP
Inventors: 健弥飯田; 隆文渡邉; 光鷹野
Original assignee: Asti Corp
Current assignee: Asti Corp
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2039-07-24
Also published as: JP2021017044A

Description

本発明は、超音波ホッチキスと超音波ホッチキス用樹脂製ピンに係り、特に、紙等の非溶着性の被束ね対象物を束ねることが出来るように工夫したものに関する。

従来の超音波ホッチキスの構成を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。
特許文献１に記載された超音波ホッチキスは概略次のような構成になっている。まず、アッパーフレームと、このアッパーフレームに相対的に回動可能に取り付けられたロアーフレームがある。上記アッパーフレームの先端部には超音波振動子が内装されていて、上記アッパーフレームの先端には上記超音波振動子によって振動されるホーンが外部に露出した状態で設置されている。上記ロアーフレームの先端側には加圧面が設けられている。

上記加圧面に接着対象物として、例えば、複数枚のプラスチックシートを重ねて設置し、上記アッパーフレームとロアーフレームを相対的に回動させて上記ホーンの先端と上記加圧面の間に上記複数枚のプラスチックシートを挟み込む。超音波振動子により上記ホーンを振動させると、上記複数枚のプラスチックシートの上記ホーンの先端と上記加圧面に挟まれた箇所が摩擦熱により溶着し、それによって、上記複数枚のプラスチックシートが固定される。

上記構成をなす超音波ホッチキスの場合には、対象物が超音波による摩擦により溶融するものでなければならず、例えば、紙のような非溶着性のものは対象外になってしまう。そこで、紙については超音波振動を使用しない従来通りのホッチキスを使用して束ねていた。

そのようなホッチキスの構成を開示するものとして、例えば、特許文献２がある。特許文献２に記載されたホッチキスは概略次のような構成になっている。まず、先端側に針受板が設置された底台があり、この底台には押圧部が回動可能に設置されている。上記底台と上記押圧部の間には針レールが回動可能に設置されていて、この針レール内には下向き「コ」の字型の複数個の針が一列に充填されている。上記針レールの先端の下側には上記針を一つ排出する針出口が設けられている。上記針レール内には伸縮バネによって上記針を前方に押圧・付勢する針押出台が設置されている。上記針レールと上記押圧部の間には嵌合押圧部が回動可能に設置されている。この嵌合押圧部の先端には針押出片がある。

上記底台の先端側と上記針レールの先端側の間に、例えば、複数枚の紙を重ねて挟み込み、上記押圧部を上記底部側に回動させると、上記押圧部により上記嵌合押圧部が回動されて上記針押出片により上記針レール内の先端の針が押出される。この押し出された針は上記複数枚の紙に貫通して刺さり、その後、上記針押出片の先端と上記底台の針受板との間に押しつぶされ、上記針によって上記複数枚の紙が束ねられる。

特開２００３－１１２２７号公報特開２００８－１９４７８０号公報

しかしながら上記従来の構成では次のような問題があった。
まず、特許文献１に記載された超音波ホッチキスでは、超音波振動による摩擦熱で溶融される対象物でないと溶着できないという問題があり、例えば、紙のような非溶着性の対象物を束ねることはできなかった。
そのような場合には、特許文献２に記載されたホッチキスを用いることになるが、例えば、金属製等の堅い針を用いるため、取り扱いに際して針を指に刺したりする等の怪我が懸念されるとともに金属アレルギーの問題もあった。
これに対しては、例えば、紙製の針を使用することも提案されているが、十分な束ね強度を得ることができないという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、紙等の非溶着性の被束ね対象物を束ねることができる超音波ホッチキスと超音波ホッチキス用樹脂製ピンを提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による超音波ホッチキスは、被束ね対象物に樹脂製ピンを差し込んで超音波振動により溶融・固化させることにより上記被束ね対象物を束ねるようにし、上記樹脂製ピンは押圧される平板状の頭部と上記頭部から突設された１本のピン部とを具備し上記ピン部の先端は鋭利な形状になっていて、超音波振動を発振する超音波振動子と、上記超音波振動を増幅するホーンと、上記ホーンに対向・配置されたチップと、を具備し、上記超音波振動子と上記ホーンはアッパーフレームに設置され、上記チップは上記アッパーフレームに対して相対的に回動可能に対向・配置されたロアーフレームに配置されていて、上記アッパーフレームにはアッパーカバーが被冠されていて、上記アッパーフレームと上記アッパーカバーの間には定圧弾性手段と発振スイッチが内装されていて、上記アッパーフレームと上記アッパーカバーを上記ロアーフレーム側に相対的に回動・接近させていき、上記定圧弾性手段が所定量弾性変形されることにより上記発振スイッチが動作して超音波振動が発振され値ように構成されていて、上記ホーンと上記チップの間に上記樹脂製ピンと上記被束ね対象物を挟み、上記樹脂製ピンを上記被束ね対象物に突き刺して上記被束ね対象物から突出した上記ピン部の先端部を超音波振動により溶融・固化させ、上記頭部と上記溶融・固化されたピン部の先端部によって上記被束ね対象物を挟み込んで束ねるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２による超音波ホッチキスは、請求項１記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップの受面には上記樹脂製ピンの先端部が溶融して嵌合する樹脂製ピン嵌合凹部が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項３による超音波ホッチキスは、請求項１又は請求項２記載の超音波ホッチキスにおいて、樹脂製ピン収容マガジンが設置されていて、上記樹脂製ピン収容マガジン内には複数個の樹脂製ピンが収容されていて、先端の樹脂製ピンから順次差込位置に供給されることを特徴とするものである。
又、請求項４による超音波ホッチキスは、請求項１～請求項３の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記樹脂製ピンを上記差込位置に１個ずつ供給することを特徴とするものである。
又、請求項５による超音波ホッチキス用樹脂ピンは、上記請求項１～請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて使用される超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、上記頭部と上記ピン部との境界部にはテーパ部が設けられていて、上記頭部にはタブが設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項６による超音波ホッチキス用樹脂ピンは、請求項５記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、生分解性プラスチック製であることを特徴とするものである。

以上述べたように、本願発明の請求項１記載の超音波ホッチキスによると、被束ね対象物に樹脂製ピンを差し込んで超音波振動により溶融・固化させることにより上記被束ね対象物を束ねるようにしたため、紙等の非溶着性の被束ね対象物を束ねることができる。また、溶着後は樹脂製ピンの鋭利な部分が溶融されるので怪我の懸念がなく、安全性が高く取り扱い易くできる。
又、請求項２記載の超音波ホッチキスによると、請求項１記載の超音波ホッチキスにおいて、上記被束ね対象物から突出した上記樹脂製ピンの先端部を超音波振動により溶融・固化させるものであるため、束ね枚数によって厚みが増加しても、上記被束ね対象物に差し込んだ上記樹脂製ピンを溶融させることで、確実に上記被束ね対象物を束ねることができる。
又、請求項３記載の超音波ホッチキスによると、請求項１又は請求項２記載の超音波ホッチキスにおいて、超音波振動を発振する超音波振動子と、上記超音波振動を増幅するホーンと、上記ホーンに対向・配置されたチップと、を具備し、上記ホーンと上記チップの間に上記樹脂製ピンと上記被束ね対象物を挟み、上記樹脂製ピンを上記被束ね対象物に差し込んで上記被束ね対象物から突出した上記樹脂製ピンの先端部を超音波振動により溶融・固化させることにより上記被束ね対象物を束ねるようにしたため、束ね枚数によって厚みが増加しても、上記被束ね対象物に差し込んだ上記樹脂製ピンを溶融させることで、確実に上記被束ね対象物を束ねることができる。
又、請求項４による超音波ホッチキスによると、請求項３記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップの受面には上記樹脂製ピンの先端部が溶融して嵌合する樹脂製ピン嵌合凹部が設けられているため、上記樹脂製ピンの先端部が溶融して上記樹脂製ピン嵌合凹部内で広がり、更に確実に被束ね対象物を束ねることができる。
又、請求項５記載の超音波ホッチキスによると、請求項３又は請求項４記載の超音波ホッチキスにおいて、上記超音波振動子と上記ホーンはアッパーフレームに設置され、上記チップは上記アッパーフレームに対して相対的に回動可能に対向・配置されたロアーフレームに配置されているため、簡易な構成により安全性が高く取り扱いやすい超音波ホッチキスを実現できる。
又、請求項６記載の超音波ホッチキスによると、請求項５の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記アッパーフレームにはアッパーカバーが被冠されていて、上記アッパーフレームと上記アッパーカバーの間には定圧弾性手段と発振スイッチが内装されていて、上記アッパーフレームと上記アッパーカバーを上記ロアーフレーム側に相対的に回動・接近させていき、上記定圧弾性手段が所定量弾性変形されることにより上記発振スイッチが動作して超音波振動が発振されるため、不用意に超音波振動が発生せず安定した動作を提供できるとともに、操作を簡易なものとすることができる。
又、請求項７記載の超音波ホッチキスによると、請求項１～請求項６の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、樹脂製ピン収容マガジンが設置されていて、上記樹脂製ピン収容マガジン内には複数個の樹脂製ピンが収容されていて、先端の樹脂製ピンから順次差込位置に供給されるため、束ね動作を連続して速やかに行うことができる。
又、請求項８記載の超音波ホッチキスによると、請求項１～請求項７の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記樹脂製ピンを上記差込位置に１個ずつ供給するため、一つの上記樹脂製ピンで確実に被溶着対象物を束ねることができる。
又、請求項９記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンによると、上記請求項１～請求項８の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて使用される超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、押圧される頭部と、上記頭部から突設されたピン部と、を具備し、上記ピン部の先端は鋭利な形状になっているため、確実に被溶着対象物を貫通することができる。
又、請求項１０記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンによると、請求項９記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、上記頭部と上記ピン部との境界部にはテーパ部が設けられているため、確実に上記被束ね対象物を束ねることができる。
又、請求項１１記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンによると、請求項９又は請求項１０記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、上記頭部にはタブが設けられているため、上記樹脂製ピンによって束ねられた上記被束ね対象物を取り扱いやすくすることができる。
又、請求項１２記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンによると、請求項９～請求項１１の何れかに記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、生分解性プラスチック製であるため、廃棄処理を容易なものとすることができる。
又、請求項１３記載の樹脂製ピンによる束ね方法によると、被束ね対象物に頭部とピン部とからなる樹脂製ピンを差し込み、上記被束ね対象物から突出した上記ピン部の先端部を超音波振動により溶融・固化させ、上記被束ね対象物を上記頭部と上記溶融・固化部により束ねるようにしたため、紙等の非溶着性の被束ね対象物を束ねることができる。また、溶着後は樹脂製ピンの鋭利な部分が溶融されるので怪我の懸念がなく、安全性が高く取り扱い易くできる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスと超音波発振器の斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの側面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの樹脂製ピン収容マガジンの斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図６（ａ）は樹脂製ピン収容マガジンのピン送り機構の差込位置の超音波ホッチキス用樹脂製ピンを差し込んだ状態を示す平面図、図６（ｂ）は樹脂製ピン収容マガジンのピン送り機構の超音波ホッチキス用樹脂製ピンを差込位置に供給した状態を示す平面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図７（ａ）は樹脂製ピン収容マガジンのピン送り機構の差込位置の超音波ホッチキス用樹脂製ピンを差し込んだ状態を示す断面図、図７（ｂ）は樹脂製ピン収容マガジンのピン送り機構の超音波ホッチキス用樹脂製ピンを差込位置に供給した状態を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、図８（ａ）は超音波ホッチキス用樹脂製ピンの断面図、図８（ｂ）は超音波ホッチキス用樹脂製ピンの側面図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキス用樹脂製ピンのバリエーションを示す図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、チップの斜視図である。本発明の第１の実施の形態を示す図で、チップのバリエーションを示す平面図であり、チップの先端部分を抽出したものである。本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１２（ａ）は超音波ホッチキスに超音波ホッチキス用樹脂製ピンをセットする方向を示す図、図１２（ｂ）は超音波ホッチキス用樹脂製ピンによって束ねられた紙束を示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキス用樹脂製ピンのバリエーションを示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１４（ａ）は紙の横側から超音波ホッチキス用樹脂製ピンを超音波ホッチキスにセットする様子を示す図、図１４（ｂ）は超音波ホッチキス用樹脂製ピンによって束ねられた紙束を示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１５（ａ）は紙の上側から超音波ホッチキス用樹脂製ピンを超音波ホッチキスにセットする様子を示す図、図１５（ｂ）は超音波ホッチキス用樹脂製ピンによって束ねられた紙束を示す図である。本発明の第３の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの斜視図である。

以下、図１乃至図１１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。
まず、本実施の形態による超音波ホッチキス１は、図１に示すように、ケーブル５を介して超音波発振器３に接続された状態で使用される。上記超音波ホッチキス１には、図１～図４に示すように、アッパーフレーム１１とロアーフレーム１３がある。上記アッパーフレーム１１と上記ロアーフレーム１３は基端側（図３中右側）を介して相対的に回動可能に連結されている。上記アッパーフレーム１１の基端部と上記ロアーフレーム１３の基端部との間には弾性部材２５が張設されていて、この弾性部材２５によって上記アッパーフレーム１１と上記ロアーフレーム１３は先端側が互いに離間するように付勢されている。

図３に示すように、上記アッパーフレーム１１にはアッパーカバー２１が被冠されていて、このアッパーカバー２１は上記アーパーフレーム１１に対して基端側（図３中右側）を中心に相対的に回動可能に連結されている。上記アッパーカバー２１内であって上記アッパーフレーム１１の先端部には超音波振動子１５が設置されていて、上記超音波振動子１５にはホーン１７が取り付けられている。上記ホーン１７の外側にはホーンカバー１９が設置されている。また、図４に示すように、上記アッパーフレーム１１の先端側と上記ホーンカバー１９の間にはバネ２０、２０が介挿されている。

上記超音波振動子１５は上記超音波発振器３によって印加される電圧によって超音波振動を発生させ、この超音波振動が上記ホーン１７によって増幅される。また、上記ホーンカバー１９は上記ホーン１７の動作を阻害しないような形状になっている。

また、上記アッパーカバー２１内には上記超音波振動子１５への電圧の印加をオン・オフする発振スイッチ２３が設置されている。また、上記アッパーカバー２１と上記アッパーフレーム１１の間には定圧弾性手段としての定圧コイルばね２７が張設されている。

そして、上記アッパーカバー２１とアッパーフレーム１１をロアーフレーム１３とロアーカバー３１側に相対的に回動させていくと、当初は上記アッパーカバー２１とアッパーフレーム１１が一体的に回動していき上記定圧コイルばね２７が圧縮されることはなく、よって、発振スイッチ２３が「オン」されることもない。これに対して、上記アッパーフレーム１１の回動動作が規制され上記アッパーカバー２１のみが回動されていくと、上記定圧コイルばね２７が圧縮されていきその圧縮量が所定量に達すると、上記発振スイッチ２３が「オン」される。それによって、上記超音波振動子１５が超音波振動を開始する。
また、上記アッパーカバー２１にはパイロットランプ３２が設置されていて、上記超音波振動子１５に通電された際、上記パイロットランプ３２が点灯する。

また、上記ロアーフレーム１３の先端側（図３中左側）にはチップ２９が設置されていて、上記ロアーフレーム１３の外側にはロアーカバー３１が固着されている。

上記アッパーフレーム１１とロアーフレーム１３との間には樹脂製ピン収容マガジン４１が着脱可能に取り付けられている。図５に示すように、上記樹脂製ピン収容マガジン４１にはマガジン本体４３がある。このマガジン本体４３の幅方向（図５中左上から右下に向かう方向）中央には前後方向（図５中右上から左下に向かう方向）に延長された樹脂製ピン充填溝４５が形成されている。上記樹脂製ピン充填溝４５はＴ字型の横断面形状を成している。上記マガジン本体４３の先端側（図５中左下側）には上記樹脂製ピン充填溝４５と連通され上記マガジン本体４３の底部側（図５中下側）に開口された樹脂製ピン押出用貫通孔４７が形成されている。

図５～図７に示すように、上記樹脂製ピン充填溝４５内には複数個の樹脂製ピン４６が一列に整列・充填されていて、上記ピン押出用貫通孔４７の位置には先端に位置する樹脂製ピン４６が配置されている。図８（ａ）に示すように、この樹脂製ピン４６は平板状の頭部４６ａとこの頭部４６ａから立設されたピン部４６ｂとから構成されている。また、上記頭部４６ａと上記ピン部４６ｂの境界にはテーパ部４６ｃが設けられている。上記樹脂製ピン４６の頭部４６ａは上記樹脂製ピン充填溝４５の左右段付部上に載置されている。

上記樹脂製ピン４６は生分解性プラスチック（いわゆるグリーンブラ）製であり、より具体的には、バイオプラスチック製である。この種の生分解性プラスチックは最終的に二酸化炭素と水に分解される。

上記樹脂製ピン充填溝４５内には樹脂製ピン押出部材４９が設置されていて、上記樹脂製ピン充填溝４５の基端側（図５中右上側）と上記樹脂製ピン押出部材４９との間には樹脂製ピン押出用ばね５１が張設されている。上記複数個の樹脂製ピン４６は上記樹脂製ピン押出用ばね５１によって前方に付勢されている。

また、上記マガジン本体４３の先端部（図５中左下側）には、一対の樹脂製ピン押出規制部材５３、５３が基端側（図５中右上側）を支点に回動可能に設置されている。上記樹脂製ピン押出規制部材５３、５３の先端側（図５中左下側）と上記マガジン本体４３との間には樹脂製ピン押出規制部材用弾性部材５５、５５がそれぞれ設置されていて、上記樹脂製ピン押出規制部材５３、５３の先端側を相互に近接する方向に回動・付勢している。上記樹脂製ピン押出規制部材５３、５３の基端側の互いに向かい合う側は切り欠かれていて樹脂製ピン当接・ガイド面５７、５７が設けられている。

また、図４に示すように、上記樹脂製ピン押出規制部材５３、５３には傾斜面５８、５８が対向するように設けられている。上記樹脂製ピン４６のテーパ部４６ｃはこれら傾斜面５８、５８に当接されている。

超音波ホッチキス１が動作する前の待機時には、図６（ａ）に示すような状態にあり、先端に位置する樹脂製ピン４６が上記樹脂製ピン押出規制部材５３、５３の間に挟持された状態にある。同時に、二番目以後の樹脂製ピン４６の前方への移動が上記樹脂製ピン押し出し規制部材５３、５３の当接・ガイド面５７、５７によって規制された状態にある。

この状態で、上記アッパーカバー２１とアッパーフレーム１１をロアーフレーム１３とロアーカバー３１側に相対的に回動・接近させていくと、ホーン１７が樹脂製ピン押出用貫通孔４７内に挿し込まれ上記先端に位置する樹脂製ピン４６が上記ロアーフレーム１３側に押し出される。その状態を図６（ｂ）に示す。その後所定の束ね動作が行われる。

次に、束ね動作終了後、上記アッパーカバー２１とアッパーフレーム１１をロアーフレーム１３とロアーカバー３１側から相対的に回動・離間させていき、ホーン１７を樹脂製ピン押出用貫通孔４７から引き抜くと、二番目の樹脂製ピン４６が上記樹脂製ピン押出用ばね５１によって前方に押し出され、再度、図６（ａ）に示す状態となる。
以下、同様の動作が繰り返される。
なお、上記ホーン１７が樹脂製ピン押出用貫通孔４７を貫通している間は二番目の樹脂製ピン４６がホーン１７に接触することになるが上記２番目の樹脂製ピン４６は上記ホーン１７に触れても溶融されない位置にあり、超音波振動によって溶融することはない。

なお、樹脂製ピン４６の形状としては、図８（ａ）に示すもの以外にも、図８（ｂ）及び図９に示すように、上様々なものがある。いずれの場合も、上記ピン部４６ｂの先端側は鋭利な形状となっている。
図８（ｂ）に示すものは、頭部４６ａの上面側が湾曲した形状になっているものである。図９に示すものは、図８（ａ）に示すもののように、頭部４６ａが平板状のものである。
図９（ａ）に示すものは、頭部４６ａが円形、ピン部４６ｂの横断面形状が円形、先端部が逆円錐形状になっている。
図９（ｂ）に示すものは、頭部４６ａが長円形、ピン部４６ｂの横断面形状が円形、先端部が逆円錐形状になっている。
図９（ｃ）に示すものは、頭部４６ａが円形、ピン部４６ｂの横断面形状が三角形、先端部が逆三角錐形状になっている。
図９（ｄ）に示すものは、頭部４６ａが長円形、ピン部４６ｂの横断面形状が三角形、先端部が逆三角錐形状になっている。
図９（ｅ）に示すものは、頭部４６ａが円形、ピン部４６ｂの横断面形状が正方形、先端部が逆三角錐形状になっている。
図９（ｆ）に示すものは、頭部４６ａが長円形、ピン部４６ｂの横断面形状が正方形、先端部が逆三角錐形状になっている。

また、図４、図７に示すように、上記チップ２９と上記樹脂製ピン収容マガジン４１の先端側の間に被束ね対象物６０が挟み込まれる。上記被束ね対象物６０としては、例えば、複数枚の紙が想定される。
なお、紙以外には、例えば、布、その他非溶着性の様々なものが想定される。
図１０に示すように、上記チップ２９の先端面には樹脂製ピン嵌合凹部６１が形成されていて、図７（ｂ）に示すように、上記ホーン１７によって押し出された上記樹脂製ピン４６のピン部４６ｂは上記被束ね対象物６０を貫通して上記樹脂製ピン嵌合凹部６１の上面に当接され、上記ホーン１７の超音波振動による摩擦熱で溶融されて、上記樹脂製ピン嵌合凹部６１内に入り込んでその形状に成型される。

図１１に示すように、上記樹脂製ピン嵌合凹部６１の形状は様々であり、いずれの場合も上記樹脂製ピン嵌合凹部６１によって成型されたピン部４６ｂの図１１中紙面手前側から視た幅が溶融される前の上記ピン部４６ｂの径より大きくなり、上記平板部４６ａと上記ピン嵌合凹部６１によって成形されたピン部４６ｂの間に上記被束ね対象物６０を束ねられる。

図１１（ａ）に示す上記樹脂製ピン嵌合凹部６１は、溶融された上記ピン部４６ｂは図１１中左右方向に広がるようになっている。
図１１（ｂ）に示す上記樹脂製ピン嵌合凹部６１は、溶融された上記ピン部４６ｂが上下方向と対角線方向に広がるようになっている。
図１１（ｃ）に示す上記樹脂製ピン嵌合凹部６１は、溶融された上記ピン部４６ｂが左右方向に広がるようになっている。
図１１（ｄ）に示す上記樹脂製ピン嵌合凹部６１は、溶融された上記ピン部４６ｂが上下方向に広がるようになっている。
図１１（ｅ）に示す上記樹脂製ピン嵌合凹部６１は、溶融された上記ピン部４６ｂが対角線方向に広がるようになっている。
図１１（ｆ）に示す上記樹脂製ピン嵌合凹部６１は、溶融された上記ピン部４６ｂが上下左右方向に十字型に広がるようになっている。

次に、この第１の実施の形態による作用について説明する。
超音波ホッチキス１を使用する前に、まず、樹脂製ピン収容マガジン４１のピン押出部材４９を基端側（図５中右側）に引き、ピン充填溝４５に複数の樹脂製ピン４６を一列に充填する。それによって、先端に位置する樹脂製ピン４６がピン押出規制部材５３、５３の間であって上記ピン押出用貫通孔４７の真上に配置される。

次に、図７（ａ）に示すように、チップ２９の上に被束ね対象物６０を載置する。
次に、上記超音波ホッチキス１を手で握り、上記チップ２９と上記樹脂製ピン収容マガジン４１の先端が互いに接近するように、アッパーフレーム１１、アッパーカバー２１とロアーフレーム１３、ロアーカバー３１を相対的に回動・接近させる。
なお、当初は回動抵抗がないので定圧コイルばね２７が圧縮されることはなく、よって、アッパーフレーム１１、アッパーカバー２１は一体的に回動する。

そして、更に上記超音波ホッチキス１を握ると、ホーン１７の先端によって上記ピン押出用貫通孔４７内の樹脂製ピン４６が下側に押し出される。すなわち、上記樹脂製ピン４６の平板部４６ａ及び上記ホーン１７によって樹脂製ピン押出規制用弾性部材５５、５５の弾性力に抗して上記樹脂製ピン押出規制部材５３、５３が押し広げられ、上記ピン充填溝４５内の先端側の上記樹脂製ピン４６の上記ピン押出用貫通孔４７側への移動の規制が解除される。そして、図７（ｂ）に示すように、上記樹脂製ピン４６のピン部４６ｂは上記被束ね対象物６０を貫通する。
なお、上記一連の動作時に上記ホーンカバー１９がマガジン本体４３に当接することになるが、コイルスプリング２０、２０が圧縮されることにより上記アッパーフレーム１１の回動動作が損なわれることはない。

次に、樹脂製ピン４６のピン部４６ｂが上記被束ね対象物６０を貫通してチップ２９の上端面に当接する。その状態で、アッパーフレーム１１、アッパーカバー２１とロアーフレーム１３、ロアーカバー３１を相対的に回動・接近させていくと、アッパーフレーム１１の回動は上記樹脂製ピン４６のピン部４６ｂが上記被束ね対象物６０を貫通してチップ２９の上端面に当接していることにより規制されるため、アッパーカバー２１のみが回動していき、その結果、定圧コイルばね２７が圧縮される。

上記定圧コイルバネ２７が所定量圧縮された状態になるとアッパーフレーム１１とアッパーカバー２１の間隔が狭められ、その結果、上記発振スイッチ２３が「オン」する。この発振スイッチ２３の「オン」により超音波発振器３によって発せられる電圧が超音波振動子１５に印加されて上記ホーン１７が超音波振動される。

上記ホーン１７の超音波振動によって摩擦熱が生じ上記樹脂製ピン４６のピン部４６ｂの内日束ね対象物６０を貫通して突出した部分が溶融される。溶融された樹脂は上記チップ２９のピン嵌合凹部６１内に入り込み所定の形状に成型される。

次に、上記超音波ホッチキス１の握りを解除すると、上記アッパーフレーム１１、アッパーカバー２１とロアーフレーム１３、ロアーカバー３１が相対的に回動・離間していく。上記ホーン１７が上記ピン押出用貫通孔４７内から退避され、上記ピン押出規制用弾性部材５５、５５の間に上記ホーン１７の基部に当接されていた二番目の樹脂製ピン４６が上記ピン押出規制部材５３、５３の間に押し出される。

また、被束ね対象物６０は樹脂製ピン４６の平板部４６ａと上記チップ２９のピン嵌合凹部６１内に入り込んで所定の形状に成形されたピン部４６ｂの先端部とによって挟み込まれた状態となる。そして、同様の処理を被束ね対象物６０の一辺側の二箇所に施すことにより被束ね対象物６０を束ねることができる。

次に、この第１の実施の形態による効果について説明する。
まず、紙等の非溶着性の被束ね対象物６０を束ねることができる超音波ホッチキス１を提供することができる。これは樹脂製ピン４６を使用して被溶着対象物６０を束ねるようにしたからであり、樹脂製ピン４６を被束ね対象物６０に突き刺した後飛び出したピン部４６ｂを超音波振動により溶融させて所定の形状に成形し上記被溶着対象物６０を挟み込むようにしたからである。
また、鋭利な金属製の針を使用する従来のホッチキスに比べて怪我の懸念がなく安全性も高い。
また、金属針を使用するものではないので金属アレルギーの問題もない。
超音波振動子１５とホーン１５はアッパーフレーム１１に設置され、チップ２９は上記アッパーフレーム１１に対して相対的に回動可能に対向・配置されたロアーフレーム１３に配置されているため、簡易な構成により安全性が高く取り扱いやすい超音波ホッチキス１を実現できる。
また、超音波振動が付与されるタイミングは定圧コイルバネ２７と発振スイッチ２３によって所望のタイミングに制御されるように構成されているので、安定した動作を提供することができる。

また、樹脂製ピン収容マガジン４１があり、この樹脂製ピン収容マガジン４１に複数の樹脂製ピン４６が一列に充填されていて、樹脂製ピン４６が順次ピン押出用貫通孔４７の上に供給されるようになっているので、束ね動作を連続して速やかに行うことができる。
また、上記樹脂製ピン４６は、ピン押出規制部材５３、５３によって一つずつピン押出用貫通孔４７の上に供給されるようになっているので、一つの上記樹脂製ピン４６で確実に被束ね対象物６０を束ねることができる。
また、上記樹脂製ピン４６には頭部４６ａとピン部４６ｂがあり、上記ピン部４６ｂは溶融される前は鋭利な形状となっているので、上記被束ね対象物６０を確実に貫通してその先端部を被束ね対象物６０から突出させることができる。
また、上記チップ２９にはピン嵌合凹部６１があり、溶融された上記樹脂製ピン４６のピン部４６ｂが上記ピン嵌合凹部６１内で広がり所定の形状に溶融されてから固化するので、確実に被束ね対象物６０を束ねることができる。
また、上記樹脂製ピン４６にはテーパ部４６ｃが設けられているので、上記樹脂製ピン４６を押し出す際、確実に上記ピン押出規制部材５３、５３を開き、上記樹脂製ピン４６によって上記被束ね対象物６０を束ねることができる。
また、上記樹脂製ピン４６は生分解性プラスチック（いわゆるグリーンブラ）製であり、自然界において最終的に二酸化炭素と水に分解されるので、廃棄処理を容易なものとすることができる。

次に、図１２乃至図１５を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。
前記第１の実施の形態の場合には樹脂製ピン収容マガジンを使用したが、この第２の実施の形態による超音波ホッチキス１０１は、そのような樹脂製ピン収容マガジンを使用せず、その代わり樹脂製ピン４６を一つだけ収容できる図示しない樹脂製ピン保持部が設けられている。また、図１２（ａ）に示すように、上記樹脂製ピン保持部には上記樹脂製ピン４６を上記超音波ホッチキスの先端側（図１２（ａ）中上側）及び幅方向両側（図１２（ａ）中左右方向両側）から挿入できるようになっている。
なお、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。

上記構成において、上記樹脂製ピン４６を上記樹脂製ピン保持部に挿入し、図１２（ｂ）に示すように、上記被溶着対象物６０の角部で束ねる。

また、この第２の実施の形態の場合、図１３に示すような、タブ付き樹脂製ピン１５１を用いる場合も考えられる。このタブ付き樹脂製ピン１５１にも平板部１５３とピン部１５５があるが、上記平板部１５３が一方向に延長されてタブ１５７が設けられている。
図１３（ａ）に示すタブ付き樹脂製ピン１５１は、頭部１５３が円形で、タブ１５７が長方形のものである。
図１３（ｂ）に示すタブ付き樹脂製ピン１５１は、頭部１５３が円形で、タブ１５７が半円形のものである。
図１３（ｃ）に示すタブ付き樹脂製ピン１５１は、頭部１５３が角丸長方形で、タブ１５７が長方形のものである。
図１３（ｄ）に示すタブ付き樹脂製ピン１５１は、頭部１５３が角丸長方形で、タブ１５７が長方形のものである。

図１４に示すように、上記超音波ホッチキス１０１によって被束ね対象物６０を図１４（ａ）中上側から押さえ、上記タブ付き樹脂製ピン１５１を図１４（ａ）中左側から挿入すると、図１４（ｂ）に示すように、上記被束ね対象物６０の図１４（ｂ）中左側に上記タブ１５７を突出させた状態で上記被束ね対象物６０を束ねることができる。
また、図１５に示すように、上記超音波ホッチキス１０１によって被束ね対象物６０を図１５（ａ）中左側から押さえ、上記タブ付き樹脂製ピン１５１を図１５（ａ）中上側から挿入すると、図１５（ｂ）に示すように、上記被束ね対象物６０の図１５（ｂ）中上側に上記タブ１５７を突出させた状態で上記被束ね対象物６０を束ねることができる。

この第２の実施の形態によると、樹脂製ピン収容マガジンを使用していない関係で前記第１の実施の形態の場合のような連続的な束ね動作はできないが、タブ付き樹脂製ピン１５１のような不規則形状の樹脂製ピン１５１の使用が可能になり、それによって、束ね動作の多様化に対応することができる。
また、上記タブ付き樹脂製ピン１５１によって上記被束ね対象物６０を束ねることで、例えば、上記タブ付き樹脂製ピン１５１のタブ１５７を摘まんで上記被束ね対象物６０を取り出すことや、上記タブ１５７の識別用に色を変えたり、上記タブ１５７に文字を書き込んだり、上記タブ付き樹脂製ピン１５１によって束ねられた上記被束ね対象物６０を取り扱いやすくすることができる。

次に、図１６を参照しながら、本発明の第３の実施の形態について説明する。前記第１、第２の実施の形態の場合には把持型の超音波ホッチキスを例に挙げて説明したが、この第３の実施の形態による超音波ホッチキス２０１は卓上型であり、例えば、机の上に設置して使用するためにロアーカバー２９に設置用ベース２０３が固着されている。また、ケーブル５は上記設置用ベース２０３の後ろ側から引き出されている。
なお、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。

よって、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができるとともに、卓上型としたことにより動作の安定化を図ることができる。

なお、本発明は前記第１～第３の実施の形態に限定されない。
まず、樹脂製ピンの形状・大きさには様々な場合が考えられる。
また、前記第１～第３の実施の形態の場合には被束ね対象物として紙を例に挙げて説明したが、布、等にも適用可能である。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

本発明は、超音波ホッチキスと超音波ホッチキス用樹脂製ピンに係り、特に、紙等の非溶着性の被束ね対象物を束ねることが出来るように工夫したものに関し、例えば、複数枚の紙をまとめる超音波ホッチキスに好適である。

１超音波ホッチキス
１１アッパーフレーム
１３ロアーフレーム
１５超音波振動子
１７ホーン
２７定圧コイルバネ
２９チップ
４１樹脂製ピン収容マガジン
４６樹脂製ピン
４６ａ平板部
４６ｂピン部
４６ｃテーパ部
６０被束ね対象物
６１ピン嵌合凹部
１０１超音波ホッチキス
１５１樹脂製ピン
１５３平板部
１５５ピン部
１５７タブ
２０１超音波ホッチキス

Claims

被束ね対象物に樹脂製ピンを差し込んで超音波振動により溶融・固化させることにより上記被束ね対象物を束ねるようにし、
上記樹脂製ピンは押圧される平板状の頭部と上記頭部から突設された１本のピン部とを具備し上記ピン部の先端は鋭利な形状になっていて、
超音波振動を発振する超音波振動子と、上記超音波振動を増幅するホーンと、上記ホーンに対向・配置されたチップと、を具備し、
上記超音波振動子と上記ホーンはアッパーフレームに設置され、上記チップは上記アッパーフレームに対して相対的に回動可能に対向・配置されたロアーフレームに配置されていて、
上記アッパーフレームにはアッパーカバーが被冠されていて、上記アッパーフレームと上記アッパーカバーの間には定圧弾性手段と発振スイッチが内装されていて、
上記アッパーフレームと上記アッパーカバーを上記ロアーフレーム側に相対的に回動・接近させていき、上記定圧弾性手段が所定量弾性変形されることにより上記発振スイッチが動作して超音波振動が発振されるように構成されていて、
上記ホーンと上記チップの間に上記樹脂製ピンと上記被束ね対象物を挟み、上記樹脂製ピンを上記被束ね対象物に突き刺して上記被束ね対象物から突出した上記ピン部の先端部を超音波振動により溶融・固化させ、上記頭部と上記溶融・固化されたピン部の先端部によって上記被束ね対象物を挟み込んで束ねるようにしたことを特徴とする超音波ホッチキス。
請求項１記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記チップの受面には上記樹脂製ピンの先端部が溶融して嵌合する樹脂製ピン嵌合凹部が設けられていることを特徴とする超音波ホッチキス。
請求項１又は請求項２記載の超音波ホッチキスにおいて、
樹脂製ピン収容マガジンが設置されていて、上記樹脂製ピン収容マガジン内には複数個の樹脂製ピンが収容されていて、先端の樹脂製ピンから順次差込位置に供給されることを特徴とする超音波ホッチキス。
請求項１～請求項３の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記樹脂製ピンを上記差込位置に１個ずつ供給することを特徴とする超音波ホッチキス。
上記請求項１～請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて使用される超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、
上記頭部と上記ピン部との境界部にはテーパ部が設けられていて、
上記頭部にはタブが設けられていることを特徴とする超音波ホッチキス用樹脂ピン。
請求項５記載の超音波ホッチキス用樹脂製ピンにおいて、
生分解性プラスチック製であることを特徴とする超音波ホッチキス用樹脂ピン。