JPS6124982B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性材料を熱溶着するための装置
に関する。

例えば熱可塑性合成樹脂で成形された例えばラ
ジオ受信機やテープレコーダ等の筐体に、ダイヤ
ル表示窓としての透明板を固着する場合、その筐
体にその窓用透明板に対応した形状の透孔を形成
し、その透孔の周縁に沿つて予め定められた間隔
をもつて複数の突起を一体に設けておき、かつ上
記透明板にはこれらの突起が嵌入しうる孔を形成
しておいて、窓用透明板が上記透孔に装着された
場合に、上記突起が上記小孔に嵌合せしめられ、
そのように嵌合せしめられた突起を半田ごてで加
熱しながら押しつぶして固着せしめる方法が採ら
れている。

然し乍ら、このような方法では、これらの突起
を１個づつ押しつぶして行かなればならないがた
めに作業性が悪く、しかもその作業が手動でなさ
れるがために各突起に対する押しつぶし力を均一
にすることが困難で、それがために押しつぶしの
程度が不均一であつたり、あるいはまたその作業
が半田ごてによるものであるがために、押しつぶ
し後その半田ごてを被押しつぶし部分から除去す
る際にいわゆる糸ひき現象が生じ、仕上りが不揃
いとなつたり、あるいは最悪の場合には前記透明
板が半田ごての押しつけによつて破損されてしま
うことになる等の種種の問題点があつた。

このような問題点を考慮して、従来、加熱手段
として超音波溶着装置を用いることが提案されて
いる。然し乍ら、そのような超音波溶着装置で
は、超音波エネルギーを被溶着部分に集中せしめ
るためにいわゆるホーンが用いられるわけである
が、そのようなホーンは一定寸法以下にすること
が事実上不可能であるがために、狭い空間の場合
に適用できず、しかも装置が大がかりとなり、更
に加えて超音波振動が作業者に不快感をもたらす
ので、そのために特別の手段を講じなければなら
ない等の難点があつた。

本発明は上述したような従来技術の有する種種
の問題点乃至難点を一挙に回避すべくなされたも
ので、以下本発明の実施例について図面を参照し
て説明しよう。

第１図を参照すると、本発明による熱可塑性材
料を熱溶着するための装置における電気的加熱手
段が全体として符号１として示されている。この
電気的加熱手段１は電気的発熱部材２と冷却用流
体噴射用管状ノズル部材３とを具備する。電気的
発熱部材２は、第２図にも示されているように、
平坦な平面乃至彎曲面をなす底面４ａを備えて薄
板状に形成された加熱部分４と、この加熱部分４
の両端よりほぼ直角方向に折曲げられた杆状部分
５，５′とによつてほぼコ字状に形成され、杆状
部分５，５′の遊端にはそれぞれねじ溝６，６′が
設けられている。また杆状部分５，５′には、そ
の加熱部分４側に近い部分に、薄板状に膨出され
かつその中心に小孔７，７′の付された電気的接
続部８，８′が形成されている。このような電気
的発熱部材２は例えばニクロム線材より一体に製
出しうるものであり、その電気的接続部８，８′
を介して加熱部分４に通電せしめられることによ
り薄板状の加熱部分４が杆状部分５，５′に比し
て断面積が小さく、従つてその電気抵抗が高いこ
とによつて主として発熱するようになされてい
る。９は上述したような電気的発熱部材２を担持
する支持部材で、その上面９ａ及び下面９ｂが平
坦面となされた例えば円柱状に形成され、その軸
心と平行に設けられた透孔１０，１０′内にフラ
ンジ１１ａ，１１a′及び１２ａ，１２a′をそれぞ
れ有する絶縁性間筒１１，１１′及び１２，１
２′が支持部材９の上面９ａ側及び下面９ｂ側か
らそれぞれ嵌挿されており、この絶縁性間筒１
１，１１′及び１２，１２′内に発熱部材２の杆状
部分５，５′が摺動自在に挿通されうるようにな
されている。杆状部分５，５′には支持部材９に
挿通される前にそのねじ溝６，６′を有する遊端
側から間筒１３及び規制杆支持部材１４がそれぞ
れ挿通され、間筒１３は杆状部分５の電気的接続
部８が膨出されていることによりその電気的接続
部８に当接して係止されているが、規制杆支持部
材１４はビス１５により杆状部分５における間筒
１３とほぼ対応する杆状部分５′の位置に固定さ
れている。規制杆支持部材１４には規制杆１６が
杆状部分５′とほぼ平行に延長して垂設されてお
り、この規制杆１６の下端面１６ａと加熱部分４
の底面４ａとの水平方向の相対位置が変位しうる
ようにビス１７によつて上下調節可能に規制杆支
持部材１４に取付けられている。この規制杆１６
は後述する被加熱部材３２に対する加熱部分４の
圧着係合を規制するためのものである。杆状部分
５，５′には、支持部材９の下面９ｂ側の絶縁性
間筒１２，１２′のフランジ１２ａ，１２a′と間
筒１３及び規制杆支持部材１４との間にそれら間
に両端が当接された状態でコイルばね１８，１
８′がそれぞれ介挿され、また支持部材９の上面
９ａ側の絶縁性間筒１１，１１′のフランジ１１
ａ，１１a′上より突出した杆状部分５，５′のね
じ溝６，６′にナツト１９，１９′がそれぞれ螺装
されていることにより、電気的発熱部材２が支持
部材９より電気的に絶縁され、かつ支持部材９に
対して下方にばね偏倚された態様で支持部材９に
摺動自在に担持されている。

冷却用流体噴射用管状ノズル部材３は杆状部分
５，５′とほぼ平行方向に延長して支持部材９を
貫通しており、ビス２０によつて支持部材９に固
定されている。この管状ノズル部材３はその下突
端に開口したノズル部３ａを有し、電気的発熱部
材２の加熱部分４の上方に位置して加熱部分４に
対して冷却用流体を噴射せしめるようになされて
いる。支持部材９には上述した電気的発熱部材２
及び管状ノズル部材３のほか、電気的加熱手段１
を装置に取付けるための螺杆２１が上方に延長し
て固定されている。

以上が本発明による熱可塑性材料を熱溶着する
ための装置における電気的加熱手段１の構成であ
るが、このような電気的加熱手段１は第３図に示
されているように、その所要の複数個が取付板２
２に予め定められた間隔をもつて螺杆２１を介し
て取付けられている。取付板２２はブロツクで示
されているシリンダ手段２３に連結されており、
このシリンダ手段２３に圧搾空気源２４から圧搾
空気が切換弁２５を介して選択的に供給されるこ
とにより、複数個の電気的加熱手段１が同時に上
下動せしめられるようになされている。また各管
状ノズル部材３の上端には可撓性ホース２６の一
端が連結され、他端は冷却用流体供給手段２７に
連結され、この冷却用流体供給手段２７に圧搾空
気源２４から圧搾空気が切換弁２５を介して選択
的に供給されることにより、管状ノズル部材３の
ノズル部３ａから冷却用流体が下方に噴出せしめ
られるようになされている。冷却用流体は通常圧
搾空気がそのまま用いられるが、冷却効率を高め
るために適当な冷媒例えばアルコールのような物
質を圧搾空気に混合せしめたものでもよい。各電
気的発熱部材２の電気的接続部８，８′は電線２
８によつて電源２９に接続されて上述したように
電気抵抗の高い加熱部分４が通電によつて主とし
て発熱せしめられるようになされている。電源２
９及び切換弁２５は制御手段３０によつて制御さ
れて、シリンダ手段２３の駆動と、電気的加熱手
段１に対する通電と、冷却用流体供給手段２７を
介してのノズル部３ａからの冷却用流体の噴射と
が予め定められたタイミングをもつて制御される
ようになされている。

一方、基台３１上には熱可塑性合成樹脂で形成
された被加熱部材３２が取付けられている。この
被加熱部材３２は、冒頭に述べたような例えばラ
ジオ受信機やテープレコーダ等の筐体であり、電
気的加熱手段１の加熱部分４に対応する位置に突
起３３が一体に設けられている。３４は被加熱部
材３２に固着せしめられるべき被固着部材で、例
えば冒頭に述べたようなダイヤル表示窓としての
透明板である。被固着部材３４には突起３３が嵌
入しうる孔３５が設けられており、この孔３５に
突起３３が嵌合されて突起３３の上端が被固着部
材３４の上面３４ａより予め定められた長さだけ
突出せしめられており、この突出部が符号３３ａ
で示されている。

本発明による熱可塑性材料を熱溶着するための
装置は、上述のような構成において、以下に述べ
る順序に従つて作動される。

（） 切換弁２５が圧搾空気源２４とシリンダ
手段２３とを連結せしめるように作動されて、
シリンダ手段２３に圧搾空気が供給され、電気
的加熱手段１が下方へ移動せしめられる。電源
２９は「オフ」となされている。

（） 電気的加熱手段１の下方への移動の途中
で電源２９が「オン」となされ、電気的発熱部
材２に通電せしめられてその加熱部分４が所要
の温度まで加熱せしめられる。

（） 加熱部分４の底面４ａが被加熱部材３２
の突起３３の突出部３３ａの上端に係合せしめ
られるが、電気的加熱手段１はシリンダ手段２
３によつて更に予め定められた距離だけ下方へ
移動せしめられ、従つて電気的発熱部材２がコ
イルばね１８，１８′に圧縮しつつ支持部材９
に対して上方へ摺動せしめられ、加熱部分４が
このように圧縮されたコイルばね１８，１８′
の偏倚力によつて突起３３の突出部３３ａに圧
着せしめられる。加熱部分４′の底面４ａが突
出部３３ａの上端に係合せしめられた時点にお
いては、規制杆１６の底面１６ａは被固着部材
３４の上面３４ａには到達していない。

（） 切換弁２５の作動によつてシリンダ手段
２３が停止せしめられ、突出部３３ａが加熱部
分４による加熱と、コイルばね１８，１８′に
よる偏倚力とによつて溶融されつつ押しつぶさ
れ、第４図に符号３３ｂで示されているように
横方向に膨出した偏平な形状となされ、この時
点で規制杆１６の底面１６ａが被固着部材３４
の上面３４ａに当接し、加熱部分４の突出部３
３ｂに対するそれ以上の押圧が印加されなくな
る。管状ノズル部材３のノズル部３ａは加熱部
分４の上面に近接する。

（） 電源２９が「オフ」となされ、加熱部分
４に対する通電が中断せしめられると同時に、
切換弁２５が圧搾空気源２４と冷却用流体供給
手段２７とを連結するように切換えられて冷却
用流体がノズル部３ａから噴射せしめられ、加
熱部分４が急激に冷却せしめられる。従つて加
熱部分４が係合圧着していた溶融状態の突出部
３３ｂが、加熱部分４によつて押圧された状態
のままで急速に冷却せしめられて固化される。

（） 切換弁２５が作動されて冷却用流体供給
手段２７に対する圧搾空気源２４からの圧搾空
気の供給が断たれるとともにシリンダ手段２３
が上方へ移動せしめられ装置の動作が完了す
る。

以上で本発明による熱可塑性材料を熱溶着する
ための装置の構成及びその動作が明らかとなつた
が、このような装置によれば、それが (1) 熱可塑性材料の被熱溶着部分に係合圧着せし
められるようになされた加熱部分４を有する可
動の電気的加熱手段１と、 (2) 電気的加熱手段１を上下動せしめられるため
のシリンダ手段２３と、 (3) 電気的加熱手段１の加熱部分４に冷却用流体
を噴射せしめて前記被熱溶着部分を冷却せしめ
るようになされた冷却用手段と、 (4) 例えば切換弁２５のようなシリンダ手段２３
と前記冷却用手段とに対する圧搾空気の選択的
供給をなさしめるための手段と、 (5) シリンダ手段２３の駆動と、電気的加熱手段
１に対する通電と、前記冷却用手段からの冷却
用流体の噴射とのタイミングを、加熱部分４が
被熱溶着部分に係合圧着せしめられるまでに所
要の温度まで加熱せしめられ、かつ前記冷却用
流体の噴射時に前記係合圧着が維持されかつ前
記通電が中断せしめられる態様をもつて制御す
るようになされた制御手段３０とを具備してい
ることにより、熱可塑性材料に対する多点同時
溶着作業が極めて確実に効率よくなされ、加工
時間の短縮と仕事能率の向上が実現できる。ま
た被加熱部分の仕上り表面が滑らかで美しく製
品の均一化が可能になり、被固着部材３４を破
損するという問題点もないものである。更に従
来の超音波溶着装置の場合と異なり、狭い場所
で用いることができ装置が小型で廉価なものと
なる等の種々の実益を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明による熱可塑性材料を熱溶着
するための装置における電気的加熱手段を一部断
面として示す正面図、第１図Ｂはその側面図、第
２図Ａ〜Ｃはその電気的発熱部材の正面図、側面
図及び底面図、第３図は本発明による熱可塑性材
料を熱溶着するための装置の正面図、第４図はそ
の熱溶着工程の途上にある状態を示す正面図であ
る。 図中、１は電気的加熱手段、２は電気的発熱部
材、３は冷却用流体噴射用管状ノズル部材、４は
加熱部分、５，５′は杆状部分、８，８′は電気的
接続部、９は支持部材、１４は規制杆支持部材、
１６は規制杆、２３はシリンダ手段、２４は圧搾
空気源、２５は切換弁、２７は冷却用流体供給手
段、２９は電源、３０は制御手段、３２は被加熱
部材、３３は突起、３４は被固着部材をそれぞれ
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性材料の被熱溶着部分に係合圧着せし
   められるようになされた加熱部分を有する可動の
   電気的加熱手段と、 該電気的加熱手段を上下動せめるためのシリン
   ダ手段と、 前記電気的加熱手段の前記加熱部分に冷却用流
   体を噴射せしめて前記加熱部分および前記被熱溶
   着部分を冷却せしめるようになされた冷却用手段
   と、 前記シリンダ手段と前記冷却用手段とに対する
   圧搾空気の選択的供給をなさしめるための手段
   と、 前記電気的加熱手段の加熱部分を所要の温度に
   加熱し、この加熱された前記加熱部分を前記被熱
   溶着部分に係合圧着せしめてこの被熱溶着部分を
   熱溶着せしめ、次に前記加熱部分を前記被熱溶着
   部分に係合圧着せしめた状態で前記電気的加熱手
   段に対する通電を中断するとともに前記冷却用流
   体を前記加熱部分に噴射して前記加熱部分を冷却
   するとともに前記被熱溶着部分を冷却固化せしめ
   た後、前記冷却流体の供給を停止するとともに前
   記加熱手段を前記被熱溶着部分から離間せしめる
   ようなタイミングで前記電気的加熱手段、前記シ
   リンダ手段、前記冷却用手段および前記圧搾空気
   の選択的供給手段とを制御する制御手段とを具備
   することを特徴とする熱可塑性材料を熱溶着する
   ための装置。