樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ
【技術課題】 冷却効率を高めて生産性を高めることのできる溶着チップを提供する。
【解決手段】 溶着チップ１の外に冷却管１０を組み付けて冷却エアー通路１４を形成する。冷却エアー供給パイプ９から吹き付けた冷却エアーを溶融面３と溶着チップ１の外側全体に流して排出孔１１、１１ａから排出する。
このような冷却エアーの流れをつくることにより、溶着チップ１はその全体が冷却されるため、冷却効率が高まって、連続運転時には特に生産性が向上する。
【解決手段】 溶着チップ１の外に冷却管１０を組み付けて冷却エアー通路１４を形成する。冷却エアー供給パイプ９から吹き付けた冷却エアーを溶融面３と溶着チップ１の外側全体に流して排出孔１１、１１ａから排出する。
このような冷却エアーの流れをつくることにより、溶着チップ１はその全体が冷却されるため、冷却効率が高まって、連続運転時には特に生産性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、熱可塑性樹脂成形品へ被固定物を固定する際、熱可塑性樹脂成形品の一部に溶着ボスと称される溶着又は変形部を予め形成し、この溶着ボスを被固定物側の固定孔内に通し、突出させた先端側を熱で溶融することにより熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ留めするための溶着チップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂で成形された成形品に被固定物を固定する方法として、成形品側に一体成形された溶着ボスを突設しておき、この溶着ボスを被固定物側に形成された固定孔に通し、この固定孔から突き出た溶着ボスの先端側を溶着チップにより加熱溶融又は変形して固定孔より大きいきのこの傘のようなカシメ部を形成し、このカシメ部により被固定物を成形品にカシメ留めする方法が公知である。
【０００３】
このカシメ留め方法の場合、溶着チップ及びこのチップにより加熱溶融されたカシメ部は、通常２５０〜３００℃に加熱されるため、その生産性の向上から、溶融が終ると直ちに圧縮された冷却エアーを溶着チップ内に供給し、この冷却エアーにより溶着チップを冷却し、併せて溶融したカシメ部を冷却したのち、冷却エアーは溶着チップに設けた排気孔及びスリットから溶着チップの外に排気している（特許文献１）。そして、この特許文献１の溶着チップにおいては、溶着チップの先端に近い位置に排気孔Aを形成し、この排気孔Ａより外部へエアーを流出させることで冷却効果を高めている。
【特許文献１】特開2005-1268号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１に記載された溶着チップは、次の様な欠点があった。
1.溶着チップに形成する排気孔とスリットは、強度確保のためその大きさが制限されている。このため、冷却エアーの流量が制限されることから、冷却時間を短縮して生産性を高めるのには一定の限界があった。
2.溶着チップ内に供給された冷却エアーは、溶着チップの先端に形成された溶融部を内側から冷却し、溶融部近傍の側面に形成した排気孔及びスリットから排出され、そして大気中に放出されるため、溶着チップの外側全体は冷却されにくく、このため連続運転により溶融部から伝わった熱が溶着チップ内の奥にこもってここが高温になり、この高温部の冷却が進まないため、これも冷却時間を一定時間以上短縮できない原因となっていた。
3.また、連続運転により、上記2.に述べたように溶着チップの温度が上昇すると、溶着チップの抵抗値が上昇して希望する温度へ昇温しなくなる問題があった。
4.冷却エアーによる冷却は溶着チップと溶着ボスのみであることから、溶着ボスの周囲に伝わった熱により被固定物に変形や変色が発生したり、溶着ボスの近くに電子部品等が存在した場合には、この電子部品に悪影響が出ると云った問題があった。
【０００５】
本発明は叙上の如き欠点の解消を図るのが目的であって、具体的には、溶着ボスを溶融した後の冷却効率を高めて冷却時間の短縮を図り、更に溶着チップの温度制御の精度を高めることができると共に、被固定物及び電子部品等への熱影響を排除することができる溶着チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、樹脂基材に溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に溶着チップを押し当てて溶着ボスの先端を溶融し、かつ押し潰すことにより被固定物の表面で膨大化させ、その後溶着チップの内部に設けた冷却パイプから冷却用エアーを吹きかけて溶着チップと前記溶融した膨大部を急冷したのち、この冷却エアーを前記溶着チップに設けた排気孔及びスリットを経由して溶着チップの外に排出する構成の樹脂基材に被固定物をカシメ留めするための溶着チップにおいて、前記溶着チップの外側に一定の間隔を空けて冷却エアー通路を形成するための冷却管を装着すると共に、この冷却管の外周の一部に冷却エアーの排出孔を設けて成ることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却エアー通路内を冷却エアーが流動することにより、溶着チップ全体を効率的に冷却することができる。
【０００７】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管に形成される排出孔は、溶着チップ側に形成された排気孔及びスリットの位置に対して円周方向にずらした位置に設けたことを特徴とするものである。
この発明によると、溶着チップの排気孔及びスリットから流出した冷却エアーのショートパスを防止して冷却効率を高めることができる。
【０００８】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端と同一平面となるように装着されていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却エアー漏れを防止することができる。
【０００９】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端より突出するようにして装着されていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却管の先端を確実に被固定物へ密着させることができる。
【００１０】
更に、請求項５に記載の発明においては、請求項４記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、溶着チップに対して上下動自在に装着されていることを特徴とするものである。
この発明によると、被固定物の表面形状に左右されずに冷却管を被固定物に密着させることができる。
【００１１】
更に、請求項6に記載の発明においては、請求項５に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、溶着チップに対してスプリングによりその先端が溶着チップの先端より突出する方向に賦勢されていることを特徴とするものである。
この発明によると、被固定物の表面形状に合わせて冷却管の出入りを自由に行わせることができる。
【００１２】
更に、請求項7に記載の発明においては、請求項４に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、全体が柔軟な材質の耐熱性材料により形成されていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却管の先端を確実に被固定物へ密着させることができる。
【００１３】
更に、請求項8に記載の発明においては、請求項４に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管の先端には柔軟な耐熱性材質で形成されたチューブが取り付けられていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却管全体を金属管あるいは柔軟性と耐熱性を有する材料で形成する必要がなくなる。
【００１４】
更に、請求項9に記載の発明においては、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管又はチューブの先端部は、薄肉に形成されていることを特徴とするものである。
この発明によると、特に樹脂及び金属以外の被固定物の表面に冷却管及びチューブの先端を密着させることができる。
【００１５】
更に、請求項１０に記載の発明においては、前記冷却管の先端部は、被固定物のカシメ部の表面形状に合わせた形状に形成されていることを特徴とするものである。
この発明によると、被固定物の表面形状が平滑でない場合でも、冷却管の先端を確実に被固定物の表面に密着させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記した請求項１〜請求項１０に記載の本発明によると、次の効果を得ることができる。
1.本発明の溶着チップによると、大量の冷却エアーを溶着チップ全体に流動させることができると共に溶着ボス近くの被固定物へ向けて供給できるため、冷却時間を短縮し、生産性を高めることができると共に被固定物や電子部品へ伝わる熱を排除することができる。
2.本発明の溶着チップによると、全体が効率的に冷却されるため、オーバーヒートが無くなり、加熱及び冷却時間を安定させることが出来ると共に溶着チップの長寿命化を図ることができる。
3.本発明の溶着チップによると、冷却時間の短縮により生産性が高まるため、製品のコストダウンと消費電力を削減することができる。
4.本発明の溶着チップによると、連続運転においても加熱温度が安定することから、高品質のカシメ留め製品を得ることができる。
5.本発明の溶着チップによると、溶着ボスと同時に溶着ボス近傍も冷却するため、被固定物側の残熱による変形、変色を防止することができる。
6.本発明の溶着チップによると、溶着ボスと同時に溶着ボスの近傍の被固定物側も冷却するため、溶着ボスの周囲に電子部品がある場合には、熱による電子部品の悪影響を防止できる。
7.本発明の溶着チップによると、溶着ボスと同時に溶着ボス近傍も冷却するため、複数の溶着ボスが隣接する形状においても安定した溶着が可能になる。
8.本発明の溶着チップによると、冷却管を溶着チップに対して着脱自在に構成したことにより、被固定物側の条件によっては冷却管を取り外したり、他の特徴を持った冷却管と変換して使用することにより、最適な冷却条件の設定が可能になる。
【発明の実施の形態】
【００１７】
本発明に係るカシメ留め用溶着チップに取り付けられる冷却管は、基本的には耐熱性を有する材料を用いて形成されるため、金属製となり、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、銅、真鍮を代表例としてあげることができる。また、この冷却管に柔軟性を求める場合には、例えばガラス繊維チューブ、テフロンチューブ（登録商標）を代表例としてあげることができる。
【００１８】
冷却管の形状は、溶着チップの外形と相似する形状とするのが好ましいが、被固定物側の条件によっては、必ずしも相似する必要はない。
【００１９】
溶着チップと冷却管との間に形成される冷却エアー通路は、冷却エアーがスムーズに流れるスペースを確保できる断面積であれば良い。
【００２０】
また、冷却管に設ける排出孔の形状及び大きさは自由であるが、その位置は、溶着チップ側の排気孔から流出した冷却エアーがショートパスしない位置とすることが条件である。
【００２１】
特に冷却管で溶着チップ内の奥にこもった熱を冷却するためには、冷却管の排出孔は溶着チップの排気孔より上方であって、溶着チップの基部に近い位置とするのが良い。
【００２２】
但し、被固定物あるいはこの被固定物に装備された電子部品等に対する熱影響を極力排除するためには、冷却管の排出孔は冷却管の先端又はこの先端に近い位置にも設けると有効である。
【実施例１】
【００２３】
本実施例１は請求項１〜３に記載した発明に対応するもので、この詳細を図１〜図５に基づいて次に説明する。
【００２４】
図１は溶着チップと冷却管を分離した状態の説明図、図２（ａ）は冷却管の斜視図、図２（ｂ）はＡ−Ａ´線断面図、図３（ａ）は溶着チップに冷却管を取り付けた状態の説明図、図３（ｂ）は断面図、図４（ａ）（ｂ）は排気孔及び排出孔の位置関係の説明図、図５は溶着と冷却工程を示すもので、（ａ）は溶着ボスに溶着チップを当てた溶融直前の説明図、（ｂ）は溶融完了時の説明図、（ｃ）は冷却中の説明図、図７（ｄ）はカシメが終了し、溶着チップがカシメ部から離れた状態の説明図である。
【００２５】
上記各図において、符号の１は溶着チップであって、この溶着チップ１は、先端に凹状の溶融面３を形成したチップ本体２の両サイド対称位置であって、前記溶融面３に近い位置に排気孔４、４ａを形成し、更に、この排気孔４、４ａに続くようにスリット５、５ａを形成して、チップ本体２を陽極６と陰極６ａに分け、この陽極６と陰極６ａに陽極リード端子７と陰極リード端子７ａを接続し、更に図３（ｂ）に示すように、前記チップ本体２の上端部２ａ内に絶縁体８を嵌合し、この絶縁体８の中心孔８ａを経由してチップ本体２の溶融面３の裏面３ａに近い位置にその先端９ａを臨ませて冷却エアー供給パイプ９を挿入した構成である。
【００２６】
１０はアルミニウム製の冷却管であって、この冷却管１０は図２、図３に示すように、前記チップ本体２の外径より大きな内径を有する円筒体から成り、中途の対称位置に冷却エアー排出孔１１、１１ａが形成され、これより上部にビス孔１２、１２ａが形成されている。
【００２７】
冷却管１０は、図１において矢印ａに示すように溶着チップ１に対して先端側から外挿し、図３ｂに示すようにチップ本体２を固定した絶縁基材１５に対してビス１３、１３ａを用いて固定されていて、チップ本体２と冷却管１０との間に冷却エアー通路１４を形成している。
【００２８】
チップ本体２の先端２ａと冷却管１０の先端１０ａとは図３（ｂ）に示すように同一平面内に位置し、チップ本体２の排気孔４、４ａとスリット５、５ａに対する冷却管１０の排出孔１１、１１ａは、図４（ａ）（ｂ）に示すようにその位置関係が９０°ずらしてある。
【００２９】
因みに本実施例１の溶着チップ１の主要部の寸法は次のとおりである。
溶融面３の直径 φ8ｍｍ （面積50.2ｍｍ２）
チップ本体２の外径 φ10ｍｍ
チップ本体２の高さ 20ｍｍ
冷却管１０の外径φ13ｍｍ×内径φ12ｍｍ×高さ30ｍｍ
冷却エアー通路１４の幅 2.0ｍｍ
排気孔４、４ａの合計面積 0.4ｃｍ２
排出孔１１、１１ａの合計面積 1.0ｃｍ２
【００３０】
上記構成から成る溶着チップ１の各工程を図５（ａ）〜（ｄ）を基に説明する。先ず図５（ａ）〜（ｄ）において、Ａは熱可塑性樹脂で成形された基材、Ｂはこの基材Ａに一体に成形された溶着ボス、Ｃは被固定物であって、この被固定物Ｃには固定孔Ｄが設けられていて、溶着（カシメ留め）に際しては、図５（ａ）に示すように、あらかじめ基材Ａの溶着ボスＢを被固定物Ｃの固定孔Ｄ内に通して溶着ボスＢの先端Ｂ´を被固定物Ｃの固定孔Ｄ内から上方に突き出しておく。
【００３１】
この状態で、溶着チップ１（チップ本体２）に対して電圧を印加し溶融面３が所定の温度に上昇した時点で、溶着チップ１を冷却管１０と共に下降させて溶着チップ１の溶融面３を溶着ボスＢの先端Ｂ´に押し当て、更に下降させると、溶着ボスＢの先端Ｂ´は溶融しながら押し潰され、やがて溶着チップ１と冷却管１０の先端１０ａが被固定物Ｃの表面に当接したとき、溶融した溶着ボスＢの先端Ｂ´は、図５（ｂ）に示すように溶着チップ１の凹状の溶融面３内に充満する。
【００３２】
この状態で溶着チップ１に対する電圧の印加を止め、直ちに図５（ｃ）に示すように圧縮冷却エアー供給装置（図示せず）から冷却エアー供給パイプ９を経由して溶着チップ１の溶融面３の裏面３ａに向けて冷却エアーを吹きつけることにより溶融面３とこの周囲を冷却し、併せて溶融して押し潰された溶着ボスＢの先端Ｂ´を冷却する。
【００３３】
その後、冷却エアーは、図５（ｃ）において矢印で示すように溶着チップ１の排気孔４、４ａから一旦冷却管１０内に流出し、冷却エアー通路１４内において溶着チップ１の外周面に接しながら上昇することにより、溶着チップ１の基部を外から冷却し、併せて溶着チップ１内の奥によどんだ高温のエアーを冷却したのち、冷却管１０の排出孔１１、１１ａを経由して冷却管１０の外に流出する。
【００３４】
このように、本実施例１によると、溶着チップ１においては従来例と同様の冷却を行いながら、冷却管１０の作用により溶着チップ１全体をその外側からも冷却し、更に溶着チップ１の基部を冷却するため、冷却時間は従来例の４．５秒から３．５秒となり、１秒短縮することができた（図２４（ａ）参照）。
【００３５】
また、連続運転により、溶着チップ１の基部内にこもった熱により、電圧を印加して溶融面３を３００℃に上昇させるまでの時間が、従来であると１．０秒を要したものが、本実施例１の場合０．８秒に短縮することができた。
【００３６】
以上のようにして溶着チップ１と溶着ボスＢの冷却を終えたのち、図５（ｄ）に示すように溶着チップ１を上昇させると、溶着ボスＢの先端Ｂ´の溶融部はキノコの傘のような形状の膨大部となって残り、これがカシメ部Ｅとなって被固定物Ｃは基材Ａに固定される。
【実施例２】
【００３７】
本実施例２は、請求項４〜６に記載した発明に対応するもので、この詳細を図６に、作用を図７に基づいて説明する。本実施例の冷却管１０は、図６に示すように、溶着チップ１に対して上下動自在に取り付けられていると共に冷却管１０の先端１０ａは溶着チップ１の先端２ａより無負荷時にはスプリング２１、２１ａの力で突出するように賦勢されている。この結果、溶着時に溶着チップ１より冷却管１０の先端１０ａの方が被固定物Ｃに対して先当りすることにより、確実に冷却管１０の先端１０ａを被固定物Ｃの表面に密着させて冷却エアーが冷却管１０の先端１０ａの部分から漏れ出て冷却効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３８】
この具体的な構成とその作用を図６、図７に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
なお、溶着チップ１及び冷却管１０の基本構成は実施例１と同一のため、符号のみを図中に記し、構成の説明は重複を避けるために省略する。
【００４０】
実施例１との相違点は、冷却管１０に形成するビス孔２０、２０ａを長孔としたこと、この長孔ビス孔２０、２０ａを介して冷却管１０をビス１３、１３ａにて基材１５に対して上下動自在に取り付けたこと、冷却管１０の上端縁１０ｂと前記ビス１３、１３ａ間にコイルスプリング２１、２１ａを掛けることにより、冷却管１０の先端１０ａは図６に示すように無負荷時には溶着チップ１の先端２ａよりも下方に突出している。
【００４１】
この溶着チップ１を用いた溶着工程を図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明すると、図７（ａ）は溶着直前であって、冷却管１０の先端１０ａはコイルスプリング２１、２１ａの作用により溶着チップ１の先端２ａより下方に突出している。
【００４２】
溶着が進行して行くと、冷却管１０の先端１０ａは、図７（ｂ）に示すように、溶着チップ１の先端２ａが未だ被固定物Ｃの表面に当接する前に被固定物Ｃの表面に当接して密着する。
【００４３】
更に溶着チップ１を下降させると、ビス孔２０、２０ａの長孔の作用で冷却管１０は停止したまま溶着ボスＢの先端Ｂ´が溶融して押し潰されることにより、溶着チップ１の先端２ａが被固定物Ｃの表面に当接し、溶融面３内には樹脂が充満する。
【００４４】
この状態で実施例１と同じように冷却エアーパイプ９から冷却エアーが溶融面３の裏３ａに吹きつけられると、この冷却エアーは実施例１の場合と同様の流れで溶着チップ１を冷却し、冷却管１０の排出孔１１、１１ａから外に流出する。
【００４５】
このように、冷却管１０を溶着チップ１に対して上下動自在に取り付けておくと、冷却管１０を確実に被固定物Ｃの表面に密着させることができるため、冷却効率が向上する。
【００４６】
本実施例２の場合、冷却時間は3.0秒となり、冷却管なしの場合の冷却時間4.5秒と比較して、1.5秒冷却時間を短縮することができた。また、冷却管１０の先端１０ａをスプリング２１、２１ａの弾性で被固定物Ｃに密着させることにより冷却エアーの漏れが実施例１より更に少なくなり、これも冷却時間を1.5秒短縮する要因となった（図２４（ｂ）参照）。
【実施例３】
【００４７】
本実施例３は、請求項７に記載した発明に対応するもので、この詳細を図８に、その作用を図９（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００４８】
本実施例３の溶着チップ１は、冷却管１０を実施例１、２の場合のように金属製ではなく、耐熱性と柔軟性を有する材質とすることにより、実施例２の場合と同じように冷却管１０の先端１０ａを被固定物Ｃの表面に密着させてエアー漏れを防ぎながら冷却効率を高めるように構成したものである。
【００４９】
図８において、溶着チップ１及び冷却管１０の構成は実施例１と同じであり、相違点は冷却管１０をガラス繊維にて形成し、この冷却管１０の先端１０ａを溶着チップ１の先端２ａより実施例２の場合と同様、少し突出させた。
【００５０】
この実施例の溶着チップ１の作用は、図９（ａ）に示すように、溶着ボスＢの先端Ｂ´に溶着チップ１を押し当てて溶着チップ１を押し下げると、図９（ｂ）に示すように冷却管１０の先端１０´が被固定物Ｃに先当りを行い、更に溶着チップ１を押し下げると、図９（ｃ）に示すように冷却管１０は符号のＰの範囲で溶着チップ１の先端２ａが被固定物Ｃに当るまで変形し、密着する。
【００５１】
この状態で冷却エアー供給パイプ９から供給された冷却エアーは、実施例１、２の場合と同様に溶着チップ１を冷却すると共にカシメ部Ｅ及び冷却管１０の先端１０ａで囲まれた被固形物Ｃの表面を冷却する。
【００５２】
この結果、溶着チップ１の冷却効率が高まり、冷却時間の短縮と連続稼動時における溶着チップ１の温度管理を適切に行うことができる。
【００５３】
なお、上記冷却管１０の材質としては、柔軟性と耐熱性を兼ね備えているものであれば、ガラス繊維以外に、テフロンチューブ（登録商標）あるいはその他のものを用いることができる。
【実施例４】
【００５４】
本実施例４は、請求項８に記載した発明に対応するもので、その詳細を図１０、図１１に、作用を図１２（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。
【００５５】
本実施例４の冷却管１０は、図１０に示すように実施例１と同様金属で成形し、実施例３で説明した柔軟性と耐熱性を兼ね備えたチューブ１０ｃを冷却管１０の先端に装着し、このチューブ１０ｃで密着性を確保する内容である。
【００５６】
本実施例４の冷却管１０は、図１０に示すように、その先端にガラス繊維製のチューブ１０ｃが装着してある。そして、このチューブ１０ｃの先端１０ａは、実施例３と同様に溶着チップ１の先端２ａより少し突出している。
【００５７】
この結果、図１２（a）のように溶着チップ１の先端２ａを溶着ボスＢの先端に押し当てると、図１２（b）に示すように溶着ボスＢが溶融して押し潰され、先ずチューブ１０ｃの先端が被固定物Ｃに当接し、更に押し下げると図１２（ｃ）に示すようにチューブ１０ｃが変形し、溶融面３内に溶融した樹脂が充満する。この状態を保持し、冷却エアー供給パイプ９から冷却用エアーを溶着チップ１内の溶融面３の裏側３ｂへ吹き付けることにより、溶着チップ１及び溶融面３内の樹脂及びチューブ１０ｃで囲まれた被固定物Ｃの表面が冷却される。
【実施例５】
【００５８】
本実施例５は、請求項９に記載した発明に対応するもので、その詳細は、図１３、図１４に示すように、冷却管１０の先端１０ａが被固定物Ｃの表面において隙間なく密着させるために、先端１０ａを尖らせたもので、特に本発明の場合は、被固定物Ｃが合成皮革とか織物、不織布のような柔らかい材質のものにおいて、先端１０ａがその表面に喰い込んで冷却エアーの漏れを防ぐため有効である。
【００５９】
溶着及び冷却作用は実施例１と同様につき、その説明を省略する。
【実施例６】
【００６０】
本実施例６は、請求項１０に記載した発明に対応するもので、その構成は、図１５、図１６に示すように、冷却管１０の先端１０ａを円弧状に形成し、被固定物Ｃの表面が円曲している場合に、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、この円曲面に沿わせて冷却管１０の先端１０ａに形成した円弧部を密着させて冷却エアーの漏れを防ぎ、冷却効率を高める内容である。
【００６１】
溶着及び冷却作用は実施例１と同様につき、その説明を省略する。
【実施例７】
【００６２】
本実施例７は、これまで説明した冷却管１０のように、その先端１０ａを被固定物Ｃの表面に密着させるのではなく、積極的にこの先端１０ａから冷却エアーを流出させることにより、被固定物Ｃ及びこれに装着された電子部品等を冷却する内容であって、図１８に示すように、冷却管１０の先端１０ａに冷却エアー流出口１０ｆを形成し、冷却エアーの一部を冷却エアー流出口１０ｆから流出させて被固定物Ｃあるいは電子部品を冷却するように構成したものである。
【００６３】
なお、本実施例７の冷却管１０の構成は、これまで説明したすべての実施例１〜６において適用することが可能である。
【００６４】
また、冷却管１０は、本実施例７も含めて実施例１〜６においてすべて直管タイプであるが、被固定物Ｃにおいて広い範囲でこの被固定物Ｃの表面を冷却したい場合には、図１９に示すように先端１０ａ側を拡径した形状としても良い。この拡径は、冷却管１０より大径の別部材１０ｅを図１９に示すように冷却管１０の先端に装着する方法が簡単である。
【比較例】
【００６５】
実施例１で説明した溶着チップ１と従来の冷却管１０を持たない溶着チップを用いた時の冷却エアーの流れと冷却時間の比較例を図２０〜２３を用いて説明する。
【００６６】
従来の冷却管を持たない溶着チップの場合は、図２２、２３に示すように、冷却パイプ９から噴出した冷却エアーは、矢印に示すように溶着チップ１の溶融面３を冷却し、側面の排気孔４、４ａ及びスリット５、５ａから排出されるため、溶着チップ１の溶融面３だけが冷却される。
【００６７】
一方、実施例１における冷却管１０を有する溶着チップ１においては、図２０、２１に示すように上記従来の方法に加えて、溶着チップ１の外側に冷却管１０が設置され、その排出孔１１、１１ａは溶着チップ１の排気孔４、４ａ及びスリット５、５ａと90°ずれて形成され、冷却管１０の先端１０ａは被溶着物Ｃと密着している。
【００６８】
この結果、冷却パイプ９から噴出した冷却エアーは、図２０、２１に示すように、溶着チップ１の溶融面３を冷却し、側面の排気孔４、４ａ及びスリット５、５ａから流出し、溶着チップ１の外側にまわり込んで溶着チップ１全体を冷却しながら排気孔１１、１１ａより排出され、大気に開放されることで溶着チップ１全体が冷却される。
【００６９】
このような冷却エアーの流れによりもたらされる溶着温度プロファイルを図２４（ａ）〜（ｃ）に示す。このプロファイルから解るように、本発明によると、従来の冷却管無しに比べて22〜35％冷却時間を短縮することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る溶着チップにおいて冷却管を取り外した状態の説明図
【図２】（ａ）冷却管の説明図 （ｂ）Ａ−Ａ´線断面図
【図３】（ａ）冷却管を装着した溶着チップの説明図 （ｂ）冷却管を装着した溶着チップの断面図
【図４】（ａ）（ｂ）溶着チップの排気孔と冷却管の排出孔の位置関係の説明図
【図５】（ａ）〜（ｄ）溶着及び冷却作用の説明図
【図６】実施例２の説明図
【図７】（ａ）〜（ｃ）実施例２の溶着及び冷却作用の説明図
【図８】実施例３の説明図
【図９】（ａ）〜（ｃ）実施例３の溶着及び冷却作用の説明図
【図１０】実施例４の説明図
【図１１】溶着チップに冷却管を組み付けた状態の説明図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）実施例４の溶着及び冷却作用の説明図
【図１３】実施例５の冷却管の説明図
【図１４】実施例５の冷却管を溶着チップに組み付けた状態の説明図
【図１５】実施例６の冷却管の説明図
【図１６】実施例６の冷却管を溶着チップに組み付けた状態の説明図
【図１７】（ａ）（ｂ）実施例６の作用の説明図
【図１８】実施例８の説明図
【図１９】実施例９の説明図
【図２０】実施例１の溶着チップの冷却エアーの流れの説明図
【図２１】Ｂ−Ｂ´線断面図
【図２２】冷却管を持たない従来の溶着チップの説明図
【図２３】Ｃ−Ｃ´線断面図
【図２４】（ａ）〜（ｃ）冷却時間の比較例の説明図
【符号の説明】
【００７１】
１ 溶着チップ
２ チップ本体
３ 溶融面
４、４ａ 排気孔
９ 冷却用エアー供給パイプ
１０ 冷却管
１１、１１ａ 排出孔
１４ 冷却エア通路
Ａ 成形品
Ｂ 溶着ボス
Ｃ 被固定物
Ｄ 固定孔
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、熱可塑性樹脂成形品へ被固定物を固定する際、熱可塑性樹脂成形品の一部に溶着ボスと称される溶着又は変形部を予め形成し、この溶着ボスを被固定物側の固定孔内に通し、突出させた先端側を熱で溶融することにより熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ留めするための溶着チップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂で成形された成形品に被固定物を固定する方法として、成形品側に一体成形された溶着ボスを突設しておき、この溶着ボスを被固定物側に形成された固定孔に通し、この固定孔から突き出た溶着ボスの先端側を溶着チップにより加熱溶融又は変形して固定孔より大きいきのこの傘のようなカシメ部を形成し、このカシメ部により被固定物を成形品にカシメ留めする方法が公知である。
【０００３】
このカシメ留め方法の場合、溶着チップ及びこのチップにより加熱溶融されたカシメ部は、通常２５０〜３００℃に加熱されるため、その生産性の向上から、溶融が終ると直ちに圧縮された冷却エアーを溶着チップ内に供給し、この冷却エアーにより溶着チップを冷却し、併せて溶融したカシメ部を冷却したのち、冷却エアーは溶着チップに設けた排気孔及びスリットから溶着チップの外に排気している（特許文献１）。そして、この特許文献１の溶着チップにおいては、溶着チップの先端に近い位置に排気孔Aを形成し、この排気孔Ａより外部へエアーを流出させることで冷却効果を高めている。
【特許文献１】特開2005-1268号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１に記載された溶着チップは、次の様な欠点があった。
1.溶着チップに形成する排気孔とスリットは、強度確保のためその大きさが制限されている。このため、冷却エアーの流量が制限されることから、冷却時間を短縮して生産性を高めるのには一定の限界があった。
2.溶着チップ内に供給された冷却エアーは、溶着チップの先端に形成された溶融部を内側から冷却し、溶融部近傍の側面に形成した排気孔及びスリットから排出され、そして大気中に放出されるため、溶着チップの外側全体は冷却されにくく、このため連続運転により溶融部から伝わった熱が溶着チップ内の奥にこもってここが高温になり、この高温部の冷却が進まないため、これも冷却時間を一定時間以上短縮できない原因となっていた。
3.また、連続運転により、上記2.に述べたように溶着チップの温度が上昇すると、溶着チップの抵抗値が上昇して希望する温度へ昇温しなくなる問題があった。
4.冷却エアーによる冷却は溶着チップと溶着ボスのみであることから、溶着ボスの周囲に伝わった熱により被固定物に変形や変色が発生したり、溶着ボスの近くに電子部品等が存在した場合には、この電子部品に悪影響が出ると云った問題があった。
【０００５】
本発明は叙上の如き欠点の解消を図るのが目的であって、具体的には、溶着ボスを溶融した後の冷却効率を高めて冷却時間の短縮を図り、更に溶着チップの温度制御の精度を高めることができると共に、被固定物及び電子部品等への熱影響を排除することができる溶着チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、樹脂基材に溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に溶着チップを押し当てて溶着ボスの先端を溶融し、かつ押し潰すことにより被固定物の表面で膨大化させ、その後溶着チップの内部に設けた冷却パイプから冷却用エアーを吹きかけて溶着チップと前記溶融した膨大部を急冷したのち、この冷却エアーを前記溶着チップに設けた排気孔及びスリットを経由して溶着チップの外に排出する構成の樹脂基材に被固定物をカシメ留めするための溶着チップにおいて、前記溶着チップの外側に一定の間隔を空けて冷却エアー通路を形成するための冷却管を装着すると共に、この冷却管の外周の一部に冷却エアーの排出孔を設けて成ることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却エアー通路内を冷却エアーが流動することにより、溶着チップ全体を効率的に冷却することができる。
【０００７】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管に形成される排出孔は、溶着チップ側に形成された排気孔及びスリットの位置に対して円周方向にずらした位置に設けたことを特徴とするものである。
この発明によると、溶着チップの排気孔及びスリットから流出した冷却エアーのショートパスを防止して冷却効率を高めることができる。
【０００８】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端と同一平面となるように装着されていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却エアー漏れを防止することができる。
【０００９】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端より突出するようにして装着されていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却管の先端を確実に被固定物へ密着させることができる。
【００１０】
更に、請求項５に記載の発明においては、請求項４記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、溶着チップに対して上下動自在に装着されていることを特徴とするものである。
この発明によると、被固定物の表面形状に左右されずに冷却管を被固定物に密着させることができる。
【００１１】
更に、請求項6に記載の発明においては、請求項５に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、溶着チップに対してスプリングによりその先端が溶着チップの先端より突出する方向に賦勢されていることを特徴とするものである。
この発明によると、被固定物の表面形状に合わせて冷却管の出入りを自由に行わせることができる。
【００１２】
更に、請求項7に記載の発明においては、請求項４に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管は、全体が柔軟な材質の耐熱性材料により形成されていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却管の先端を確実に被固定物へ密着させることができる。
【００１３】
更に、請求項8に記載の発明においては、請求項４に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管の先端には柔軟な耐熱性材質で形成されたチューブが取り付けられていることを特徴とするものである。
この発明によると、冷却管全体を金属管あるいは柔軟性と耐熱性を有する材料で形成する必要がなくなる。
【００１４】
更に、請求項9に記載の発明においては、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記冷却管又はチューブの先端部は、薄肉に形成されていることを特徴とするものである。
この発明によると、特に樹脂及び金属以外の被固定物の表面に冷却管及びチューブの先端を密着させることができる。
【００１５】
更に、請求項１０に記載の発明においては、前記冷却管の先端部は、被固定物のカシメ部の表面形状に合わせた形状に形成されていることを特徴とするものである。
この発明によると、被固定物の表面形状が平滑でない場合でも、冷却管の先端を確実に被固定物の表面に密着させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記した請求項１〜請求項１０に記載の本発明によると、次の効果を得ることができる。
1.本発明の溶着チップによると、大量の冷却エアーを溶着チップ全体に流動させることができると共に溶着ボス近くの被固定物へ向けて供給できるため、冷却時間を短縮し、生産性を高めることができると共に被固定物や電子部品へ伝わる熱を排除することができる。
2.本発明の溶着チップによると、全体が効率的に冷却されるため、オーバーヒートが無くなり、加熱及び冷却時間を安定させることが出来ると共に溶着チップの長寿命化を図ることができる。
3.本発明の溶着チップによると、冷却時間の短縮により生産性が高まるため、製品のコストダウンと消費電力を削減することができる。
4.本発明の溶着チップによると、連続運転においても加熱温度が安定することから、高品質のカシメ留め製品を得ることができる。
5.本発明の溶着チップによると、溶着ボスと同時に溶着ボス近傍も冷却するため、被固定物側の残熱による変形、変色を防止することができる。
6.本発明の溶着チップによると、溶着ボスと同時に溶着ボスの近傍の被固定物側も冷却するため、溶着ボスの周囲に電子部品がある場合には、熱による電子部品の悪影響を防止できる。
7.本発明の溶着チップによると、溶着ボスと同時に溶着ボス近傍も冷却するため、複数の溶着ボスが隣接する形状においても安定した溶着が可能になる。
8.本発明の溶着チップによると、冷却管を溶着チップに対して着脱自在に構成したことにより、被固定物側の条件によっては冷却管を取り外したり、他の特徴を持った冷却管と変換して使用することにより、最適な冷却条件の設定が可能になる。
【発明の実施の形態】
【００１７】
本発明に係るカシメ留め用溶着チップに取り付けられる冷却管は、基本的には耐熱性を有する材料を用いて形成されるため、金属製となり、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、銅、真鍮を代表例としてあげることができる。また、この冷却管に柔軟性を求める場合には、例えばガラス繊維チューブ、テフロンチューブ（登録商標）を代表例としてあげることができる。
【００１８】
冷却管の形状は、溶着チップの外形と相似する形状とするのが好ましいが、被固定物側の条件によっては、必ずしも相似する必要はない。
【００１９】
溶着チップと冷却管との間に形成される冷却エアー通路は、冷却エアーがスムーズに流れるスペースを確保できる断面積であれば良い。
【００２０】
また、冷却管に設ける排出孔の形状及び大きさは自由であるが、その位置は、溶着チップ側の排気孔から流出した冷却エアーがショートパスしない位置とすることが条件である。
【００２１】
特に冷却管で溶着チップ内の奥にこもった熱を冷却するためには、冷却管の排出孔は溶着チップの排気孔より上方であって、溶着チップの基部に近い位置とするのが良い。
【００２２】
但し、被固定物あるいはこの被固定物に装備された電子部品等に対する熱影響を極力排除するためには、冷却管の排出孔は冷却管の先端又はこの先端に近い位置にも設けると有効である。
【実施例１】
【００２３】
本実施例１は請求項１〜３に記載した発明に対応するもので、この詳細を図１〜図５に基づいて次に説明する。
【００２４】
図１は溶着チップと冷却管を分離した状態の説明図、図２（ａ）は冷却管の斜視図、図２（ｂ）はＡ−Ａ´線断面図、図３（ａ）は溶着チップに冷却管を取り付けた状態の説明図、図３（ｂ）は断面図、図４（ａ）（ｂ）は排気孔及び排出孔の位置関係の説明図、図５は溶着と冷却工程を示すもので、（ａ）は溶着ボスに溶着チップを当てた溶融直前の説明図、（ｂ）は溶融完了時の説明図、（ｃ）は冷却中の説明図、図７（ｄ）はカシメが終了し、溶着チップがカシメ部から離れた状態の説明図である。
【００２５】
上記各図において、符号の１は溶着チップであって、この溶着チップ１は、先端に凹状の溶融面３を形成したチップ本体２の両サイド対称位置であって、前記溶融面３に近い位置に排気孔４、４ａを形成し、更に、この排気孔４、４ａに続くようにスリット５、５ａを形成して、チップ本体２を陽極６と陰極６ａに分け、この陽極６と陰極６ａに陽極リード端子７と陰極リード端子７ａを接続し、更に図３（ｂ）に示すように、前記チップ本体２の上端部２ａ内に絶縁体８を嵌合し、この絶縁体８の中心孔８ａを経由してチップ本体２の溶融面３の裏面３ａに近い位置にその先端９ａを臨ませて冷却エアー供給パイプ９を挿入した構成である。
【００２６】
１０はアルミニウム製の冷却管であって、この冷却管１０は図２、図３に示すように、前記チップ本体２の外径より大きな内径を有する円筒体から成り、中途の対称位置に冷却エアー排出孔１１、１１ａが形成され、これより上部にビス孔１２、１２ａが形成されている。
【００２７】
冷却管１０は、図１において矢印ａに示すように溶着チップ１に対して先端側から外挿し、図３ｂに示すようにチップ本体２を固定した絶縁基材１５に対してビス１３、１３ａを用いて固定されていて、チップ本体２と冷却管１０との間に冷却エアー通路１４を形成している。
【００２８】
チップ本体２の先端２ａと冷却管１０の先端１０ａとは図３（ｂ）に示すように同一平面内に位置し、チップ本体２の排気孔４、４ａとスリット５、５ａに対する冷却管１０の排出孔１１、１１ａは、図４（ａ）（ｂ）に示すようにその位置関係が９０°ずらしてある。
【００２９】
因みに本実施例１の溶着チップ１の主要部の寸法は次のとおりである。
溶融面３の直径 φ8ｍｍ （面積50.2ｍｍ２）
チップ本体２の外径 φ10ｍｍ
チップ本体２の高さ 20ｍｍ
冷却管１０の外径φ13ｍｍ×内径φ12ｍｍ×高さ30ｍｍ
冷却エアー通路１４の幅 2.0ｍｍ
排気孔４、４ａの合計面積 0.4ｃｍ２
排出孔１１、１１ａの合計面積 1.0ｃｍ２
【００３０】
上記構成から成る溶着チップ１の各工程を図５（ａ）〜（ｄ）を基に説明する。先ず図５（ａ）〜（ｄ）において、Ａは熱可塑性樹脂で成形された基材、Ｂはこの基材Ａに一体に成形された溶着ボス、Ｃは被固定物であって、この被固定物Ｃには固定孔Ｄが設けられていて、溶着（カシメ留め）に際しては、図５（ａ）に示すように、あらかじめ基材Ａの溶着ボスＢを被固定物Ｃの固定孔Ｄ内に通して溶着ボスＢの先端Ｂ´を被固定物Ｃの固定孔Ｄ内から上方に突き出しておく。
【００３１】
この状態で、溶着チップ１（チップ本体２）に対して電圧を印加し溶融面３が所定の温度に上昇した時点で、溶着チップ１を冷却管１０と共に下降させて溶着チップ１の溶融面３を溶着ボスＢの先端Ｂ´に押し当て、更に下降させると、溶着ボスＢの先端Ｂ´は溶融しながら押し潰され、やがて溶着チップ１と冷却管１０の先端１０ａが被固定物Ｃの表面に当接したとき、溶融した溶着ボスＢの先端Ｂ´は、図５（ｂ）に示すように溶着チップ１の凹状の溶融面３内に充満する。
【００３２】
この状態で溶着チップ１に対する電圧の印加を止め、直ちに図５（ｃ）に示すように圧縮冷却エアー供給装置（図示せず）から冷却エアー供給パイプ９を経由して溶着チップ１の溶融面３の裏面３ａに向けて冷却エアーを吹きつけることにより溶融面３とこの周囲を冷却し、併せて溶融して押し潰された溶着ボスＢの先端Ｂ´を冷却する。
【００３３】
その後、冷却エアーは、図５（ｃ）において矢印で示すように溶着チップ１の排気孔４、４ａから一旦冷却管１０内に流出し、冷却エアー通路１４内において溶着チップ１の外周面に接しながら上昇することにより、溶着チップ１の基部を外から冷却し、併せて溶着チップ１内の奥によどんだ高温のエアーを冷却したのち、冷却管１０の排出孔１１、１１ａを経由して冷却管１０の外に流出する。
【００３４】
このように、本実施例１によると、溶着チップ１においては従来例と同様の冷却を行いながら、冷却管１０の作用により溶着チップ１全体をその外側からも冷却し、更に溶着チップ１の基部を冷却するため、冷却時間は従来例の４．５秒から３．５秒となり、１秒短縮することができた（図２４（ａ）参照）。
【００３５】
また、連続運転により、溶着チップ１の基部内にこもった熱により、電圧を印加して溶融面３を３００℃に上昇させるまでの時間が、従来であると１．０秒を要したものが、本実施例１の場合０．８秒に短縮することができた。
【００３６】
以上のようにして溶着チップ１と溶着ボスＢの冷却を終えたのち、図５（ｄ）に示すように溶着チップ１を上昇させると、溶着ボスＢの先端Ｂ´の溶融部はキノコの傘のような形状の膨大部となって残り、これがカシメ部Ｅとなって被固定物Ｃは基材Ａに固定される。
【実施例２】
【００３７】
本実施例２は、請求項４〜６に記載した発明に対応するもので、この詳細を図６に、作用を図７に基づいて説明する。本実施例の冷却管１０は、図６に示すように、溶着チップ１に対して上下動自在に取り付けられていると共に冷却管１０の先端１０ａは溶着チップ１の先端２ａより無負荷時にはスプリング２１、２１ａの力で突出するように賦勢されている。この結果、溶着時に溶着チップ１より冷却管１０の先端１０ａの方が被固定物Ｃに対して先当りすることにより、確実に冷却管１０の先端１０ａを被固定物Ｃの表面に密着させて冷却エアーが冷却管１０の先端１０ａの部分から漏れ出て冷却効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３８】
この具体的な構成とその作用を図６、図７に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
なお、溶着チップ１及び冷却管１０の基本構成は実施例１と同一のため、符号のみを図中に記し、構成の説明は重複を避けるために省略する。
【００４０】
実施例１との相違点は、冷却管１０に形成するビス孔２０、２０ａを長孔としたこと、この長孔ビス孔２０、２０ａを介して冷却管１０をビス１３、１３ａにて基材１５に対して上下動自在に取り付けたこと、冷却管１０の上端縁１０ｂと前記ビス１３、１３ａ間にコイルスプリング２１、２１ａを掛けることにより、冷却管１０の先端１０ａは図６に示すように無負荷時には溶着チップ１の先端２ａよりも下方に突出している。
【００４１】
この溶着チップ１を用いた溶着工程を図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明すると、図７（ａ）は溶着直前であって、冷却管１０の先端１０ａはコイルスプリング２１、２１ａの作用により溶着チップ１の先端２ａより下方に突出している。
【００４２】
溶着が進行して行くと、冷却管１０の先端１０ａは、図７（ｂ）に示すように、溶着チップ１の先端２ａが未だ被固定物Ｃの表面に当接する前に被固定物Ｃの表面に当接して密着する。
【００４３】
更に溶着チップ１を下降させると、ビス孔２０、２０ａの長孔の作用で冷却管１０は停止したまま溶着ボスＢの先端Ｂ´が溶融して押し潰されることにより、溶着チップ１の先端２ａが被固定物Ｃの表面に当接し、溶融面３内には樹脂が充満する。
【００４４】
この状態で実施例１と同じように冷却エアーパイプ９から冷却エアーが溶融面３の裏３ａに吹きつけられると、この冷却エアーは実施例１の場合と同様の流れで溶着チップ１を冷却し、冷却管１０の排出孔１１、１１ａから外に流出する。
【００４５】
このように、冷却管１０を溶着チップ１に対して上下動自在に取り付けておくと、冷却管１０を確実に被固定物Ｃの表面に密着させることができるため、冷却効率が向上する。
【００４６】
本実施例２の場合、冷却時間は3.0秒となり、冷却管なしの場合の冷却時間4.5秒と比較して、1.5秒冷却時間を短縮することができた。また、冷却管１０の先端１０ａをスプリング２１、２１ａの弾性で被固定物Ｃに密着させることにより冷却エアーの漏れが実施例１より更に少なくなり、これも冷却時間を1.5秒短縮する要因となった（図２４（ｂ）参照）。
【実施例３】
【００４７】
本実施例３は、請求項７に記載した発明に対応するもので、この詳細を図８に、その作用を図９（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００４８】
本実施例３の溶着チップ１は、冷却管１０を実施例１、２の場合のように金属製ではなく、耐熱性と柔軟性を有する材質とすることにより、実施例２の場合と同じように冷却管１０の先端１０ａを被固定物Ｃの表面に密着させてエアー漏れを防ぎながら冷却効率を高めるように構成したものである。
【００４９】
図８において、溶着チップ１及び冷却管１０の構成は実施例１と同じであり、相違点は冷却管１０をガラス繊維にて形成し、この冷却管１０の先端１０ａを溶着チップ１の先端２ａより実施例２の場合と同様、少し突出させた。
【００５０】
この実施例の溶着チップ１の作用は、図９（ａ）に示すように、溶着ボスＢの先端Ｂ´に溶着チップ１を押し当てて溶着チップ１を押し下げると、図９（ｂ）に示すように冷却管１０の先端１０´が被固定物Ｃに先当りを行い、更に溶着チップ１を押し下げると、図９（ｃ）に示すように冷却管１０は符号のＰの範囲で溶着チップ１の先端２ａが被固定物Ｃに当るまで変形し、密着する。
【００５１】
この状態で冷却エアー供給パイプ９から供給された冷却エアーは、実施例１、２の場合と同様に溶着チップ１を冷却すると共にカシメ部Ｅ及び冷却管１０の先端１０ａで囲まれた被固形物Ｃの表面を冷却する。
【００５２】
この結果、溶着チップ１の冷却効率が高まり、冷却時間の短縮と連続稼動時における溶着チップ１の温度管理を適切に行うことができる。
【００５３】
なお、上記冷却管１０の材質としては、柔軟性と耐熱性を兼ね備えているものであれば、ガラス繊維以外に、テフロンチューブ（登録商標）あるいはその他のものを用いることができる。
【実施例４】
【００５４】
本実施例４は、請求項８に記載した発明に対応するもので、その詳細を図１０、図１１に、作用を図１２（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。
【００５５】
本実施例４の冷却管１０は、図１０に示すように実施例１と同様金属で成形し、実施例３で説明した柔軟性と耐熱性を兼ね備えたチューブ１０ｃを冷却管１０の先端に装着し、このチューブ１０ｃで密着性を確保する内容である。
【００５６】
本実施例４の冷却管１０は、図１０に示すように、その先端にガラス繊維製のチューブ１０ｃが装着してある。そして、このチューブ１０ｃの先端１０ａは、実施例３と同様に溶着チップ１の先端２ａより少し突出している。
【００５７】
この結果、図１２（a）のように溶着チップ１の先端２ａを溶着ボスＢの先端に押し当てると、図１２（b）に示すように溶着ボスＢが溶融して押し潰され、先ずチューブ１０ｃの先端が被固定物Ｃに当接し、更に押し下げると図１２（ｃ）に示すようにチューブ１０ｃが変形し、溶融面３内に溶融した樹脂が充満する。この状態を保持し、冷却エアー供給パイプ９から冷却用エアーを溶着チップ１内の溶融面３の裏側３ｂへ吹き付けることにより、溶着チップ１及び溶融面３内の樹脂及びチューブ１０ｃで囲まれた被固定物Ｃの表面が冷却される。
【実施例５】
【００５８】
本実施例５は、請求項９に記載した発明に対応するもので、その詳細は、図１３、図１４に示すように、冷却管１０の先端１０ａが被固定物Ｃの表面において隙間なく密着させるために、先端１０ａを尖らせたもので、特に本発明の場合は、被固定物Ｃが合成皮革とか織物、不織布のような柔らかい材質のものにおいて、先端１０ａがその表面に喰い込んで冷却エアーの漏れを防ぐため有効である。
【００５９】
溶着及び冷却作用は実施例１と同様につき、その説明を省略する。
【実施例６】
【００６０】
本実施例６は、請求項１０に記載した発明に対応するもので、その構成は、図１５、図１６に示すように、冷却管１０の先端１０ａを円弧状に形成し、被固定物Ｃの表面が円曲している場合に、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、この円曲面に沿わせて冷却管１０の先端１０ａに形成した円弧部を密着させて冷却エアーの漏れを防ぎ、冷却効率を高める内容である。
【００６１】
溶着及び冷却作用は実施例１と同様につき、その説明を省略する。
【実施例７】
【００６２】
本実施例７は、これまで説明した冷却管１０のように、その先端１０ａを被固定物Ｃの表面に密着させるのではなく、積極的にこの先端１０ａから冷却エアーを流出させることにより、被固定物Ｃ及びこれに装着された電子部品等を冷却する内容であって、図１８に示すように、冷却管１０の先端１０ａに冷却エアー流出口１０ｆを形成し、冷却エアーの一部を冷却エアー流出口１０ｆから流出させて被固定物Ｃあるいは電子部品を冷却するように構成したものである。
【００６３】
なお、本実施例７の冷却管１０の構成は、これまで説明したすべての実施例１〜６において適用することが可能である。
【００６４】
また、冷却管１０は、本実施例７も含めて実施例１〜６においてすべて直管タイプであるが、被固定物Ｃにおいて広い範囲でこの被固定物Ｃの表面を冷却したい場合には、図１９に示すように先端１０ａ側を拡径した形状としても良い。この拡径は、冷却管１０より大径の別部材１０ｅを図１９に示すように冷却管１０の先端に装着する方法が簡単である。
【比較例】
【００６５】
実施例１で説明した溶着チップ１と従来の冷却管１０を持たない溶着チップを用いた時の冷却エアーの流れと冷却時間の比較例を図２０〜２３を用いて説明する。
【００６６】
従来の冷却管を持たない溶着チップの場合は、図２２、２３に示すように、冷却パイプ９から噴出した冷却エアーは、矢印に示すように溶着チップ１の溶融面３を冷却し、側面の排気孔４、４ａ及びスリット５、５ａから排出されるため、溶着チップ１の溶融面３だけが冷却される。
【００６７】
一方、実施例１における冷却管１０を有する溶着チップ１においては、図２０、２１に示すように上記従来の方法に加えて、溶着チップ１の外側に冷却管１０が設置され、その排出孔１１、１１ａは溶着チップ１の排気孔４、４ａ及びスリット５、５ａと90°ずれて形成され、冷却管１０の先端１０ａは被溶着物Ｃと密着している。
【００６８】
この結果、冷却パイプ９から噴出した冷却エアーは、図２０、２１に示すように、溶着チップ１の溶融面３を冷却し、側面の排気孔４、４ａ及びスリット５、５ａから流出し、溶着チップ１の外側にまわり込んで溶着チップ１全体を冷却しながら排気孔１１、１１ａより排出され、大気に開放されることで溶着チップ１全体が冷却される。
【００６９】
このような冷却エアーの流れによりもたらされる溶着温度プロファイルを図２４（ａ）〜（ｃ）に示す。このプロファイルから解るように、本発明によると、従来の冷却管無しに比べて22〜35％冷却時間を短縮することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る溶着チップにおいて冷却管を取り外した状態の説明図
【図２】（ａ）冷却管の説明図 （ｂ）Ａ−Ａ´線断面図
【図３】（ａ）冷却管を装着した溶着チップの説明図 （ｂ）冷却管を装着した溶着チップの断面図
【図４】（ａ）（ｂ）溶着チップの排気孔と冷却管の排出孔の位置関係の説明図
【図５】（ａ）〜（ｄ）溶着及び冷却作用の説明図
【図６】実施例２の説明図
【図７】（ａ）〜（ｃ）実施例２の溶着及び冷却作用の説明図
【図８】実施例３の説明図
【図９】（ａ）〜（ｃ）実施例３の溶着及び冷却作用の説明図
【図１０】実施例４の説明図
【図１１】溶着チップに冷却管を組み付けた状態の説明図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）実施例４の溶着及び冷却作用の説明図
【図１３】実施例５の冷却管の説明図
【図１４】実施例５の冷却管を溶着チップに組み付けた状態の説明図
【図１５】実施例６の冷却管の説明図
【図１６】実施例６の冷却管を溶着チップに組み付けた状態の説明図
【図１７】（ａ）（ｂ）実施例６の作用の説明図
【図１８】実施例８の説明図
【図１９】実施例９の説明図
【図２０】実施例１の溶着チップの冷却エアーの流れの説明図
【図２１】Ｂ−Ｂ´線断面図
【図２２】冷却管を持たない従来の溶着チップの説明図
【図２３】Ｃ−Ｃ´線断面図
【図２４】（ａ）〜（ｃ）冷却時間の比較例の説明図
【符号の説明】
【００７１】
１ 溶着チップ
２ チップ本体
３ 溶融面
４、４ａ 排気孔
９ 冷却用エアー供給パイプ
１０ 冷却管
１１、１１ａ 排出孔
１４ 冷却エア通路
Ａ 成形品
Ｂ 溶着ボス
Ｃ 被固定物
Ｄ 固定孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材に溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に溶着チップを押し当てて溶着ボスの先端を溶融し、かつ押し潰すことにより被固定物の表面で膨大化させ、その後溶着チップの内部に設けた冷却パイプから冷却用エアーを吹きかけて溶着チップと前記溶融した膨大部を急冷したのち、この冷却エアーを前記溶着チップに設けた排気孔及びスリットを経由して溶着チップの外に排出する構成の樹脂基材に被固定物をカシメ留めするための溶着チップにおいて、前記溶着チップの外側に一定の間隔を空けて冷却エアー通路を形成するための冷却管を装着すると共に、この冷却管の外周の一部に冷却エアーの排出孔を設けて成る樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項２】
請求項１において、前記冷却管に形成される排出孔は、溶着チップ側に形成された排気孔及びスリットの位置に対して円周方向にずらした位置に設けたことを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項３】
請求項１において、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端と同一平面となるように装着されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項４】
請求項１において、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端より突出するようにして装着されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項５】
請求項４において、前記冷却管は、溶着チップに対して上下動自在に装着されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項６】
請求項５において、前記冷却管は、溶着チップに対してスプリングによりその先端が溶着チップの先端より突出する方向に賦勢されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項７】
請求項４において、前記冷却管は、全体が柔軟な材質の耐熱性材料により形成されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項８】
請求項４において、前記冷却管の先端には柔軟な耐熱性材質で形成されたチューブが取り付けられていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項において、前記冷却管又はチューブの先端部は、薄肉に形成されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項において、前記冷却管の先端部は、被固定物のカシメ部の表面形状に合わせた形状に形成されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項１】
樹脂基材に溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に溶着チップを押し当てて溶着ボスの先端を溶融し、かつ押し潰すことにより被固定物の表面で膨大化させ、その後溶着チップの内部に設けた冷却パイプから冷却用エアーを吹きかけて溶着チップと前記溶融した膨大部を急冷したのち、この冷却エアーを前記溶着チップに設けた排気孔及びスリットを経由して溶着チップの外に排出する構成の樹脂基材に被固定物をカシメ留めするための溶着チップにおいて、前記溶着チップの外側に一定の間隔を空けて冷却エアー通路を形成するための冷却管を装着すると共に、この冷却管の外周の一部に冷却エアーの排出孔を設けて成る樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項２】
請求項１において、前記冷却管に形成される排出孔は、溶着チップ側に形成された排気孔及びスリットの位置に対して円周方向にずらした位置に設けたことを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項３】
請求項１において、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端と同一平面となるように装着されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項４】
請求項１において、前記冷却管は、その先端が溶着チップの先端より突出するようにして装着されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項５】
請求項４において、前記冷却管は、溶着チップに対して上下動自在に装着されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項６】
請求項５において、前記冷却管は、溶着チップに対してスプリングによりその先端が溶着チップの先端より突出する方向に賦勢されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項７】
請求項４において、前記冷却管は、全体が柔軟な材質の耐熱性材料により形成されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項８】
請求項４において、前記冷却管の先端には柔軟な耐熱性材質で形成されたチューブが取り付けられていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項において、前記冷却管又はチューブの先端部は、薄肉に形成されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項において、前記冷却管の先端部は、被固定物のカシメ部の表面形状に合わせた形状に形成されていることを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−１２５６４６（Ｐ２０１０−１２５６４６Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００６９０（Ｐ２００８−３００６９０）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（５９１０６１７６９）ムネカタ株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（５９１０６１７６９）ムネカタ株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
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