JPH0518134Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、合成樹脂製成形品の熱溶着装置に
かかり、特に、前記成形品の接合面を加熱し溶融
させるための発熱体およびその端子部構造に関す
る。

「従来の技術」 近年、合成樹脂製成形品の用途が多様化するに
つれて、樹脂の二次加工に対する重要度が増大し
ており、特に中間製品あるいは最終製品の結合、
たとえば接着技術などは、最終製品の品質を確保
する上できわめて重要な技術として注目されつつ
ある。

一般に、合成樹脂製成形品を結合する場合に
は、ねじ止め、接着剤による接合、熱溶着等の
種々の手段があるが、中でも合成樹脂の熱可塑性
を利用して溶着する方法は、合成樹脂の接合法と
してもつとも広く利用されている。

第１０図ないし第１２図は、このような合成樹
脂製成形品の熱溶着方法の従来例を示すもので、
これは、第１０図に示すように、相互に熱溶着す
べき合成樹脂製成形品A₁，A₂を保持しかつ互い
に対向する方向（第１０図上下方向）に移動自在
な受け治具１，２と、これら受け治具１，２の間
に介在配置されかつ水平方向に移動自在な電気ヒ
ータＨ付きの支持台車３とからなる熱溶着装置を
用いて成形品A₁，A₂を溶着するものである。

前記受け治具１，２はそれぞれ成形品A₁，A₂
が嵌合される保持孔１ａ，２ａを有しており、図
示しない架台に上下動自在に設けられた上下一対
のテーブル４，５に保持孔１ａ，２ａを向かい合
わせた状態で取り付けられる。

一方、前記支持台車３は架台にたとえばガイド
レールなどを介して水平方向（第１０図左右方
向）に移動自在に支持されており、また支持台車
３上に配設された電気ヒータＨは、ニクロム線な
どが内蔵されたケーシング６自身を発熱体とした
構造のものが適用される。なお、図示例では、前
記ケーシング６の前記成形品A₁，A₂を臨む面に
その接合面B₁，B₂に当接する凸部６ａが突設さ
れ、この凸部６ａに前記成形品A₁，A₂の接合面
B₁，B₂が当接するような構造となつている（第
１１図参照）。

そして、このような装置を用いて合成樹脂製成
形品A₁，A₂を熱溶着するには、受け治具１，２
の保持孔１ａ，２ａに成形品A₁，A₂を嵌めてそ
の接合面B₁，B₂を互いに向き合わせた状態で配
設し、まず、第１０図に示すように、受け治具
１，２の間に前記電気ヒータＨを備えた支持台車
３を挿入する。

ついで、電気ヒータＨによりケーシング（発熱
体）６を加熱した状態で、第１１図に示すよう
に、受け治具１，２を移動させ、ケーシング６の
凸部６ａに前記成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂を
押し付けて、凸部６ａからの熱伝導により接合面
B₁，B₂を加熱して溶融させる。

そして、成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂が溶融
したならば、受け治具１，２を移動させて成形品
A₁，A₂をケーシング６より離し、第１２図に示
すように、支持台車３を引き出したあとに受け治
具１，２を対向方向に移動させて成形品A₁，A₂
の接合面B₁，B₂を突き合わせれば、これら２つ
の成形品A₁，A₂が互いに熱溶着される。

「考案が解決しようとする課題」 ところが、このような従来例の熱溶着方法にあ
つては、電気ヒータＨのケーシング（発熱体）６
に合成樹脂製成形品A₁，A₂を直接押し付けるた
め、それを取り去つたときに溶着部分は溶融状態
のまま加圧が除かれるので、溶着部分がはがれた
り、ケーシング６のほうへくつついたりする問題
点があつた。特に、粘度のある合成樹脂（たとえ
ばナイロン）を素材として形成された合成樹脂製
成形品では、接合面があめ状になつてしまい、そ
の品質管理が面倒になるなどの難点があつた。

しかも、従来例では、電気ヒータＨを構成する
ケーシング６の凸部６ａにカーボンなどがつくた
め、常に、接触面のメンテナンスを必要とし、そ
の作業性が悪いといつた問題点もある。

そこで、本考案者等は、このような問題点を解
決すべく鋭意研究した結果、成形品A₁，A₂の接
合面B₁，B₂を溶融させる発熱体（従来例では電
気ヒータ）を接合面B₁，B₂に対して非接触状態
に保持し、発熱体からの熱放射によつて加熱させ
るようにすれば、熱伝導による方法と違つて溶着
部分をはがすおそれがなく、発熱体に樹脂がつか
ず、発熱体自身のメンテナンスも良好になる等の
考えに至つた。

しかし、従来例の電気ヒータでは、ケーシング
６にニクロム線などが内蔵され、ケーシング６全
体を加熱する構造上、熱放射による加熱方法への
適用性がなかつた。つまり、従来例の電気ヒータ
では、接合面B₁，B₂から離してこれを加熱した
場合、前記成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂以外の
部分も加熱されてしまう上、ケーシング６を樹脂
の溶融温度にまで加熱するのに時間がかかり、さ
らに、電気ヒータＨを支持する支持台車３の熱膨
張に対する配慮が必要であるなど、非接触状態に
よる熱溶着を実施することができなかつた。

なお、現在のところ発熱体は、前述した電気ヒ
ータによるものが大多数であり、非接触による熱
溶着方法を実施するための有効適切な発熱体が提
供されていないのが実状である。

この考案は前記事情に鑑みて提案されたもの
で、その目的とするところは、相互に熱溶着すべ
き合成樹脂製成形品の接合面と発熱体とを接触さ
せずに、接合面を溶融し得て、非接触による熱溶
着を達成することのできる有効適切な発熱体およ
びその端子部構造を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 そこで、この考案は前記目的を達成するため
に、相互に熱溶着すべき合成樹脂製成形品の接合
面を加熱し溶融させるための発熱体において、こ
の発熱体を、前記合成樹脂製成形品の接合面の形
状に沿つて薄板状に形成された発熱部と、この発
熱部の両端からほぼ垂直に延在する折り曲げ部
と、この折り曲げ部の先端に設けられかつ電源側
のコードに接続される端子部とから構成したこと
を特徴とするものである。

また、前記目的を達成するために、発熱体を構
成する発熱部の一部に不連続部分を形成し、この
不連続部分を臨む発熱部のそれぞれの端面より折
り曲げ部を垂直に延在させ、かつ、この折り曲げ
部の先端に電源側のコードに接続される端子部を
設けても良い。

「作用」 前記のように構成された発熱体によれば、発熱
体の発熱部が平面形状に形成されてその発熱面か
ら放射される熱線の指向性が向上し、成形品の接
合面だけを効果的に加熱させることができ、この
接合面を溶融させることができる。また、この
際、発熱体からは赤外線が放射され、成形品はそ
の内部まで温められる。

また、発熱部の不連続部分においては、発熱部
と折り曲げ部との間のコーナ部から放射される熱
線により不連続部分における熱量が補われるた
め、成形品の接合面が全面均一に加熱されて溶融
される。

「実施例」 以下、この考案の実施例を図面を参照して説明
する。

第１図ないし第６図はこの考案の第１実施例を
示すもので、これらの図において符号１０で示す
ものが発熱体である。この発熱体１０は電流を流
したときに全体が発熱するような後述の金属材料
あるいはセラミツクス等により構成され、第１図
および第２図などに示すように、厚さ方向の長さ
に対して幅方向の長さの比率が著しく大きい板状
体（すなわち板状体の厚さl₁がその幅l₂よりも大
きく設定された板状体）を、成形品A₁，A₂の接
合面B₁，B₂の形状に合わせて例えば図示のよう
に環状の薄板状に形成してなるものである。

そして具体的には、この発熱体１０は、成形品
A₁，A₂の接合面B₁，B₂に沿つて細幅の薄板状に
形成された発熱部１０ａと、この発熱部１０ａの
両端からほぼ垂直に延在する折り曲げ部１０ｂ
と、この折り曲げ部１０ｂの先端に設けられかつ
電源側のコードに接続される端子部１０ｃとから
構成されている。

前記発熱部１０ａには、折り曲げ部１０ｂの位
置にスリツトＳのある平面形状をした発熱面１０
ｄが形成され、また、前記端子部１０ｃには、電
源側のコードをねじ止めするためのねじの取付孔
１０ｅが設けられている。

なお、前記発熱体１０の素材としては、ステン
レス板、ニクロム板、セラミツク板あるいはカー
ボン板などが挙げられるが、これらは成形品A₁，
A₂の吸収率に最も好適な波長を放射するものが
選ばれる。ちなみに、図示例では、ステンレス板
により第１図に示すように中心線Ｘ−Ｙに対して
左右に分割される形態の一対の半体を形成してお
き、この半体に発熱部１０ａ、この発熱部１０ａ
の一端を垂直に折曲げてなる折り曲げ部１０ｂお
よびこの折り曲げ部１０ｂの先端をさらに折り曲
げてなる端子部１０ｃを形成し、これら半体の端
部どうしを溶着することにより、第１図に示すよ
うな発熱体１０が形成される。

そして、この発熱体１０を熱溶着装置に取り付
ける際には、第３図に示すように、発熱体１０の
発熱部１０ａを支持台車３上の表裏に設けられた
断熱性の基板１５に載置し、これを発熱体１０と
同材質の止め金１６により発熱体１０の半径方向
の移動を許容した状態で固定し、発熱体１０が支
持台車３の基板１５上から離れないようにしてお
くものである。

なお、この発熱体１０は、加熱後の熱膨張を考
慮して、あらかじめ、成形品A₁，A₂の接合面
B₁，B₂よりも一回り小さく形成しておき、加熱
後、発熱体１０が熱膨張したときに、接合面B₁，
B₂を臨む位置に発熱体１０が位置するような構
造とした方が、接合面B₁，B₂への加熱を有効に
実施できるので好ましい。

次に、以上のように構成された発熱体１０の作
用を実際に合成樹脂製成形品A₁，A₂を熱溶着す
る方法に沿つて説明する。

まず、発熱体１０を、第３図に示すように、支
持台車３の表裏（上下）に固定される基板１５上
に固定し、その端子部１０ｃに電源側のコードを
接続しておく。

熱溶着すべき２つの成形品A₁，A₂は、あらか
じめ予備加熱する等によりその水分をなくし、接
合面B₁，B₂を清潔に仕上げておき、第４図に示
すように、受け治具１，２の保持孔１ａ，２ａに
嵌め合わせ、成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂が互
いに向かい合うように配置する。

次いで、基板１５を介して支持台車３の上下に
取り付けた発熱体１０に電流を流し、発熱体１０
を所定温度まで加熱させる。この際、発熱体１０
は、自身の熱膨張により半径方向に広がり、発熱
面１０ｄが成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂を臨む
位置に位置することになる。

そして、発熱体１０を所定温度まで上昇させた
ならば、これを支持する支持台車３を受け治具
１，２の間に挿入し、テーブル４，５を操作して
その受け治具１，２を対向する方向に移動させ、
成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂を発熱体１０に近
接させる。このとき、前記発熱体１０と成形品
A₁，A₂の接合面B₁，B₂は、第４図に示すよう
に、離間させた状態に保持しておくことは言うま
でもない。

この操作により、前記成形品A₁，A₂の接合面
B₁，B₂は、発熱体１０の平面形状に形成された
発熱面１０ｄからの熱放射によつて溶融し、ま
た、発熱体１０自身によつて放射される赤外線に
より内部まで温められることになる。

なお、発熱体１０の発熱部１０ａにおける端子
部分は、第６図に示すように、スリツトＳが形成
されて不連続部分となつているが、折り曲げ部１
０ｂと発熱部１０ａとの間のコーナ部１０ｆか
ら、図面イに示すような熱線が放射されて不連続
部分における熱量を補つているので、接合面B₁，
B₂は全面均一に加熱されて溶融される。また、
図示例では、第３図に示すように、前記発熱体１
０は止め金１６によつてその四隅が押さえられて
いるが、この止め金１６は発熱体１０と同材質の
素材により形成されているので、この止め金１６
によつて発熱面１０ｄからの熱放射が支障をきた
すおそれはない。

また、発熱体１０の加熱温度、照射時間などは
成形品A₁，A₂の素材、表面状態、仕上条件、熱
容量などによつて決定れ、さらに、発熱体１０の
加熱温度は、電圧を調整して調節することができ
る。

そして、成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂が溶融
したならば、受け治具１，２を元の位置まで移動
させて成形品A₁，A₂を発熱体１０より離し、第
５図に示すように、支持台車３を引き出したあと
に受け治具１，２を対向方向に移動させて成形品
A₁，A₂の接合面B₁，B₂を付き合わせれば、これ
ら２つの成形品A₁，A₂が互いに熱溶着される。

この実施例によれば、成形品A₁，A₂の接合面
B₁，B₂を加熱・溶融させる発熱体１０は、その
発熱部１０ａがステンレス板などを加工した平面
形状の発熱面１０ｄを有する薄板状に形成されて
いるので、発熱体１０の側面方向への熱放射を押
さえて、発熱面１０ｄからの熱放射を、接合面
B₁，B₂と同じ幅で接合面B₁，B₂にだけ効率的に
行うことができ、その溶融時間を短縮することが
できる。

したがつて、この発熱体１０を用いて成形品
A₁，A₂の接合面B₁，B₂を加熱・溶融させるよう
にすれば、接合面B₁，B₂を熱溶着させる際に、
接合面B₁，B₂と発熱体１０とを互いに離間させ
た状態に保持しつつ発熱面１０ｄからの熱放射に
よつて接合面B₁，B₂を溶融させることができ、
熱溶着する際に、接合面B₁，B₂や発熱面１０ｄ
に樹脂が付いたりするトラブルを全くなくすこと
ができ、品質が良好で接着強度の大きな溶着面を
形成することができる。

しかも、この実施例では、発熱体１０より放射
される赤外線によつて成形品A₁，A₂の内部まで
温められているので、溶着が確実に行なわれ、品
質の良好な製品が得られる。

なお、実施例によれば、薄板状の発熱体１０を
加熱するだけで、合成樹脂製成形品A₁，A₂の接
合面B₁，B₂を溶融するようにしているので、発
熱体１０の温度を上げるのに時間がかからず、ま
た、発熱体１０自身小形化できる上基板１５を断
熱性の素材により形成することによつて、支持台
車３の熱膨張に対する配慮もなくなる。

なお、この考案は前記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば、第７図に示すように、基板
１５における発熱体１０の取付部分に予め溝部１
７を形成しておき、この溝部１７に発熱体１０の
発熱部１０ａを収納するようにすれば、発熱体側
部からの熱放射を遮蔽して、矢印に示すように、
成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂に対して真つ直ぐ
に熱線を放射させることができ、その効率を高め
ることができる。

また、第８図はこの考案にかかる発熱体の第２
実施例を示すもので、この発熱体１０Ａは、第３
図などに示す発熱体１０を３分割してなる形態と
したもので、具体的には、３つの発熱片１０Ｂ，
１０Ｃ，１０Ｄより構成されたものである。

そして、前記各発熱片１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ
は、それぞれ発熱部１０ａの両端部に折り曲げ部
１０ｂを介して端子部１０ｃが設けられ、それぞ
れ端子部分の間にスリツトＳが形成されて基板１
５上に取り付けられるものである。すなわち、こ
の発熱体１０Ａは、発熱体を構成する発熱部の一
部に不連続部分（スリツトＳのある部分）が形成
され、この不連続部分を臨む発熱部のそれぞれの
端面より折り曲げ部１０ｂが垂直に延在され、か
つ、この折り曲げ部１０ｂの先端に電源側のコー
ドに接続される端子部１０ｃが設けられてなる端
子部構造を基本として構成されている。

なお、このように複数の発熱片（図示例では発
熱片１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）からなる発熱体１
０Ａとすれば、これらを組み合わせることによつ
て、種々の形状をもつた成形品の接合面の溶着に
容易に対応することができ、また発熱片１０Ｂ，
１０Ｃ，１０Ｄの一部を代えることができるので
メンテナスを良好にすることができる。

また、第９図はこの考案の第３実施例を示すも
ので、接合面が凹凸形状となつた成形品を溶着す
る場合に用いられるものである。

すなわち、発熱体１０Ｅは、接合面の形状に応
じてその発熱部１０ａの一部に山形の凸部１０ｇ
と谷形の凹部１０ｈとが連続して形成されてなる
ものである。

このようにこの考案にかかる発熱体１０によれ
ば、成形品A₁，A₂の接合面B₁，B₂の種々の形状
に対応することができ、色々な形状の接合面を有
する成形品の熱溶着への適用性を向上させること
ができる。また発熱体１０の熱放射に指向性があ
るので、優れた溶着部を形成することができる
上、発熱体１０はその交換作業が簡単にできるの
で、発熱体１０の材質を変えることによつて、異
材質の合成樹脂製成形品の熱溶着も簡単に実施で
きる利点がある。

「考案の効果」 以上説明したようにこの考案によれば、次のよ
うな優れた効果を奏することができる。

請求項１の発熱体によれば、発熱体の発熱面
の指向性が大きいので、短時間で発熱体を所定
温度まで加熱させることができ、またそのメン
テナンスも容易であるため、非接触による熱溶
着を達成するための有効適切な発熱体を提供す
ることができる。

請求項２の発熱体の端子部構造によれば、発
熱部の不連続部分においても、発熱部と折り曲
げ部との間のコーナ部から放射される熱線によ
り不連続部分における熱量が補われるため、成
形品の接合面を全面均一に加熱溶融させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの考案の第１実施例を
示すもので、第１図は発熱体の平面図、第２図は
その正面図、第３図は発熱体を基板に取り付けた
状態を示す斜視図、第４図ないし第６図は作用を
説明するために示したもので、第４図および第５
図はそれぞれ断面図、第６図は発熱体の端子部を
示す正面図、第７図は発熱体の取付部分を改良し
た例を示す断面図、第８図はこの考案による発熱
体の第２実施例を示す斜視図、第９図はこの考案
による発熱体の第３実施例を示す斜視図、第１０
図ないし第１２図は従来の熱溶着方法を工程順に
説明するもので、それぞれ断面図である。 A₁，A₂……合成樹脂製成形品、B₁，B₂……接
合面、Ｈ……発熱体、１，２……受け治具、１
ａ，２ａ……保持孔、３……支持台車、４，５…
…テーブル、６……ケーシング、６ａ……凸部、
１０……発熱体、１０ａ……発熱部、１０Ａ，１
０Ｅ……発熱体、１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ……発
熱片、１０ｂ……折り曲げ部、１０ｃ……端子
部、１０ｄ……発熱面、１０ｆ……コーナ部、１
５……基板、１６……止め金、１７……溝部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １） 相互に熱溶着すべき合成樹脂製成形品の接
   合面を加熱し溶融させるための発熱体におい
   て、この発熱体は、前記合成樹脂製成形品の接
   合面の形状に沿つて薄板状に形成された発熱部
   と、この発熱部の両端からほぼ垂直に延在する
   折り曲げ部と、この折り曲げ部の先端に設けら
   れかつ電源側のコードに接続される端子部とか
   ら構成されていることを特徴とする熱溶着装置
   における発熱体。 ２） 発熱体を構成する発熱部の一部に不連続部
   分を形成し、この不連続部分を臨む発熱部のそ
   れぞれの端面より折り曲げ部を垂直に延在さ
   せ、かつ、この折り曲げ部の先端に電源側のコ
   ードに接続される端子部を設けた請求項１記載
   の熱溶着装置における発熱体の端子部構造。