(57)【要約】      （修正有）【課題】電熱線とゴミ袋との良好な接触状態を保証し、ゴミ袋の固着を防ぎ、シールの品質を向上させるスマートゴミ箱のゴミ袋自動封止装置を提供する。【解決手段】熱溶着回路に接続されており、ゴミ袋の口を溶断し、かつヒートシールする電熱線４４と、耐熱・絶縁性を有し、その第１端面に前記電熱線が設置されているベース４１と、前記熱溶着回路と通信可能に接続され、前記熱溶着回路を制御する制御機構とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートゴミ箱の熱溶着装置であって、
熱溶着回路に接続されており、ゴミ袋の口を溶断し、かつヒートシールする電熱線（４４）と、
耐熱・絶縁性を有し、その第１端面に前記電熱線（４４）が設置されているベース（４１）と、
前記熱溶着回路と通信可能に接続され、前記熱溶着回路を制御する制御機構と、
を備えることを特徴とするスマートゴミ箱の熱溶着装置。
【請求項２】
前記ベース（４１）の第１端面にはノンスティックコーティング層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱溶着装置。
【請求項３】
前記電熱線（４４）の両端には湾曲部（４４２）が設けられており、前記ベース（４１）は前記湾曲部（４４２）に対応する貫通孔またはスロットを有し、前記湾曲部（４４２）は前記貫通孔またはスロットを貫通した後にケーブルハーネス（４６）によって前記熱溶着回路に接続されることを特徴とする請求項１に記載の熱溶着装置。
【請求項４】
前記電熱線（４４）の湾曲部（４４２）は、絶縁端子（４５）によって前記ケーブルハーネス（４６）に接続されることを特徴とする請求項３に記載の熱溶着装置。
【請求項５】
前記ベース（４１）の第２端面（４１２）には前記ケーブルハーネス（４６）を収容するケーブル溝が設けられており、前記第２端面（４１２）は、前記第１端面（４１１）に対向する位置に位置することを特徴とする請求項３に記載の熱溶着装置。
【請求項６】
スマートゴミ箱の熱溶着装置であって、
熱溶着回路に接続されており、ゴミ袋の口を溶断し、かつヒートシールする電熱線（４４）と、
耐熱・絶縁性を有し、その第１端面に前記電熱線（４４）が設置されているベース（４１）と、
前記電熱線（４４）の温度を検知するセンサと、
前記センサおよび前記熱溶着回路と通信可能に接続され、熱溶着回路を制御するために用いられ、かつ前記センサの検知値に基づいて前記電熱線（４４）の温度を制御する制御機構と、
を備えることを特徴とするスマートゴミ箱の熱溶着装置。
【請求項７】
支持板（４３）がさらに設置され、前記支持板（４３）は、前記ベース（４１）と前記電熱線（４４）との間に位置し、前記支持板（４３）の板面は前記電熱線（４４）を支持するために用いられることを特徴とする請求項６に記載の熱溶着装置。
【請求項８】
前記電熱線（４４）の両端には湾曲部（４４２）が設けられており、前記支持板（４３）は前記湾曲部に対応する貫通孔またはスロットを有し、前記湾曲部（４４２）は前記貫通孔またはスロットを貫通した後にケーブルハーネス（４６）によって前記熱溶着回路に接続されることを特徴とする請求項７に記載の熱溶着装置。
【請求項９】
前記電熱線（４４）の湾曲部（４４２）は、絶縁端子（４５）によって前記ケーブルハーネス（４６）に接続されることを特徴とする請求項８に記載の熱溶着装置。
【請求項１０】
前記ベース（４１）の第１端面には少なくとも一組のストッパ（４７）が設けられており、前記支持板（４３）の縁部には前記ストッパ（４７）に対応する少なくとも一組のノッチが設けられており、前記ノッチは前記支持板（４３）の厚さ方向に貫通し、前記ストッパ（４７）間の距離と前記ノッチ間の距離は一致していることを特徴とする請求項７に記載の熱溶着装置。
【請求項１１】
前記ベース（４１）の第２端面（４１２）には前記ケーブルハーネス（４６）を収容するケーブル溝が設けられており、前記第２端面（４１２）は、前記第１端面（４１１）に対向する位置に位置することを特徴とする請求項８に記載の熱溶着装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の熱溶着装置を備えることを特徴とするスマートゴミ箱。
【請求項１３】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱溶着装置が取り付けられたスマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法であって、
熱溶着回路の出力が第１設定出力となるように制御するステップと、
前記熱溶着回路の出力が第１設定出力である時間を取得するステップと、
前記時間が設定時間の範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記時間が設定時間の範囲内にないと判定した場合、熱溶着回路の出力が第２設定出力となるように制御するステップと、
を含むことを特徴とするスマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法。
【請求項１４】
請求項６〜１１のいずれか一項に記載の熱溶着装置が取り付けられたスマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法であって、
前記電熱線（４４）の実際の温度値を収集するステップと、
前記実際の温度値と設定値とを比較するステップと、
前記実際の温度値が前記設定値より大きい場合、前記電熱線（４４）の温度を下げるように制御するステップと、
前記実際の温度値が前記設定値より小さい場合、前記電熱線（４４）の温度を上げるように制御するステップと、
を含むことを特徴とするスマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法。
【請求項１５】
前記実際の温度値と前記設定値の差分値を計算するステップと、
前記差分値と設定差分範囲とを比較するステップと、
前記差分値が前記設定差分範囲内にある場合、比例・積分・微分アルゴリズムを用いて電熱線の発熱量の制御量を計算するステップと、
前記差分値が前記設定差分範囲内にない場合、比例・微分アルゴリズムを採用して電熱線の発熱量の制御量を計算するステップと、
電熱線の発熱量の制御量に基づいて前記電熱線（４４）の温度を調節するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の熱溶着温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、スマートゴミ箱の技術分野に関し、より具体的には、熱溶着装置、スマートゴミ箱および熱溶着温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の発展と人々の生活水準の向上に伴い、スマートホームは次第に日常生活の一部として欠かせなくなってきている。中でもスマートゴミ箱は、清潔かつ衛生的で、便利に使用できるという特徴により、人々の注目を集めている。
【０００３】
従来のスマートゴミ箱においては、赤外線センサによりゴミ袋取出通路を自動的に開閉する。ゴミ袋取出通路を開閉するステップは省略することができるが、これらの単純な機能は人々のニーズを満たす水準には程遠い。そこで当業者により、スマートセンシング、ゴミ袋の自動封止および自動ゴミ袋交換などの機能の研究が開始された。現在、市場で知られているスマートゴミ箱は、一般的にゴミ袋の全自動封止機能を備えていない。多くは封止装置自体を持たず、一部のゴミ箱が半自動封止装置を有するにすぎない。ゴミ袋の半自動封止装置は、その多くがシールテープによる封止方式を採用しているが、この方式は操作性およびシール品質のいずれをとっても決して満足のゆくものではない。
【０００４】
現在、一般的なビニール袋のシール方式としては主にヒートシールが挙げられる。ヒートシールに用いられる構造は、通常細長い帯状を呈する。このような形状のヒートシール構造は、空間の制約を受けない使用環境下においては、比較的厚いビニール袋を良好にシールすることができる。しかしながら、厚めのビニール袋は高価である。比較的厚いビニール袋に代えて比較的薄いゴミ袋を使用すると、ゴミ袋の使用コストは低減できるが、ゴミ袋の開口を一方向に収束させたときに、シールする部位の厚みが薄くなり、熱溶着の際の熱によってゴミ袋に穴が開いて、シールが不確実なものとなりやすい。また、空間に制限のあるスマートゴミ箱の内部にヒートシール構造をそのまま組み込んだ場合を想定すると、該構造の優位性が低いことは明らかである。体積が大きく、構造が複雑で、ゴミ箱内部の有効使用空間を占有するため、スマートゴミ箱の構造の安定性、機能の信頼性、およびユーザエクスペリエンスのいずれもが低下してしまう。
【０００５】
したがって、従来のスマートゴミ箱における、ゴミ袋の自動封止を簡単かつ確実に実現することができないという問題をいかにして解決し、いかにしてゴミ袋の自動封止の品質および信頼性を向上させ、封止制御の難易度や封止コストを低下させ、制御システムを簡素化し、システムの安定性および信頼性を向上させるかという問題は、当業者が解決すべき重要な技術的課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、スマートゴミ箱の熱溶着装置、スマートゴミ箱および熱溶着の温度制御方法を提供することを目的とする。該装置によれば、ゴミ箱内のゴミ袋のヒートシールおよび熱溶断の二つの機能を一度に実行することができ、従来のスマートゴミ箱における、ゴミ袋の自動封止を簡単かつ確実に実現することができないという問題を解決することができ、ゴミ袋の自動封止の品質および信頼性をさらに向上させ、封止制御の難易度や封止コストを低下させ、制御システムを簡素化し、システムの安定性および信頼性を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様は、スマートゴミ箱の熱溶着装置であって、
熱溶着回路に接続されており、ゴミ袋の口を溶断し、かつヒートシールする電熱線と、
耐熱・絶縁性を有し、その第１端面に前記電熱線が設置されているベースと、
前記熱溶着回路と通信可能に接続され、前記熱溶着回路を制御する制御機構と、を備える熱溶着装置を提供する。
【０００８】
具体的には、前記制御機構は、制御プログラムに基づいて前記電熱線の発熱量を設定して、前記電熱線の温度を制御する。
【０００９】
好ましい一実施例によれば、前記ベースの第１端面にはノンスティックコーティング層が設けられている。
【００１０】
本発明によれば、前記電熱線の両端には湾曲部が設けられており、前記ベースは前記湾曲部に対応する貫通孔またはスロットを有し、前記湾曲部は前記貫通孔またはスロットを貫通した後に、ケーブルハーネスによって前記熱溶着回路に接続される。
【００１１】
好ましくは、前記電熱線の湾曲部は、絶縁端子によって前記ケーブルハーネスに接続される。
【００１２】
他の好ましい一実施例によれば、前記ベースの第２端面には前記ケーブルハーネスを収容するケーブル溝が設けられており、前記第２端面は、前記第１端面に対向する位置に位置する。
【００１３】
本発明の第２態様は、スマートゴミ箱の熱溶着装置であって、
熱溶着回路に接続されており、ゴミ袋の口を溶断し、かつヒートシールする電熱線と、
耐熱・絶縁性を有し、その第１端面に前記電熱線が設置されているベースと、
前記電熱線の温度を検知するセンサと、
前記センサおよび前記熱溶着回路と通信可能に接続され、熱溶着回路を制御するために用いられ、かつ前記センサの検知値に基づいて前記電熱線の温度を制御する制御機構と、を備える熱溶着装置を提供する。
【００１４】
好ましい一実施例によれば、前記熱溶着装置には、支持板がさらに設置され、前記支持板は、前記ベースと前記電熱線との間に位置し、前記支持板の板面は前記電熱線を支持するために用いられる。
【００１５】
前記支持板は耐熱・絶縁性を有し、この場合、前記ベースは、非耐熱性材料または非絶縁性材料を採用してもよく、熱溶着装置の全体的な生産コストの低減に利する。好ましくは、前記支持板はセラミック板である。
【００１６】
本発明によれば、前記電熱線の両端には湾曲部が設けられており、前記支持板は前記湾曲部に対応する貫通孔またはスロットを有し、前記湾曲部は前記貫通孔またはスロットを貫通した後に、ケーブルハーネスによって前記熱溶着回路に接続される。
【００１７】
好ましくは、前記電熱線の湾曲部は、絶縁端子によって前記ケーブルハーネスに接続される。
【００１８】
他の好ましい一実施例によれば、前記ベースの第１端面には少なくとも一組のストッパが設けられており、前記支持板の縁部には前記ストッパに対応する少なくとも一組のノッチが設けられており、前記ノッチは前記支持板の厚さ方向に貫通し、前記ストッパ間の距離と前記ノッチ間の距離は一致しており、前記ベースの第１端面と前記支持板とは接着剤により接着固定される。
【００１９】
好ましくは、前記ベースの第２端面には前記ケーブルハーネスを収容するケーブル溝が設けられており、前記第２端面は、前記第１端面に対向する位置に位置する。
【００２０】
本発明の第３態様は、前述のいずれかの段落に記載の熱溶着装置を備えるスマートゴミ箱を提供する。
【００２１】
本発明の第４態様は、前述の第１態様により提供される前記熱溶着装置を備える前記スマートゴミ箱に基づいた、スマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法であって、
熱溶着回路の出力が第１設定出力となるように制御するステップと、
前記熱溶着回路の出力が第１設定出力である時間を取得するステップと、
前記時間が設定時間の範囲内にあるか否かを判定するステップと、
ＮＯである場合、熱溶着回路の出力が第２設定出力となるように制御するステップと、を含む熱溶着温度制御方法を提供する。
【００２２】
好ましくは、前記スマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法は、さらに、
ゴミ袋の口の収束状態を検出するステップと、
前記ゴミ袋の口が収束された状態である場合、熱溶着回路の出力が第１設定出力となるように制御するステップと、を含む。
【００２３】
本発明の第５態様は、前述の第２態様により提供される前記熱溶着装置を備える前記スマートゴミ箱に基づいた、スマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法であって、
前記電熱線の実際の温度値を収集するステップと、
前記実際の温度値と設定温度値とを比較するステップと、
前記実際の温度値が前記設定温度値より大きい場合、前記電熱線の温度を下げるように制御するステップと、
前記実際の温度値が前記設定温度値より小さい場合、前記電熱線の温度を上げるように制御するステップと、を含む熱溶着温度制御方法を提供する。
【００２４】
好ましくは、前記スマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法は、さらに、
前記実際の温度値と前記設定温度値の差分値を計算するステップと、
前記差分値と設定温度差分範囲とを比較するステップと、
前記差分値が前記設定温度差分範囲内にある場合、比例・積分・微分アルゴリズムを用いて電熱線の発熱量の制御量を計算するステップと、
前記差分値が前記設定温度差分範囲内にない場合、比例・微分アルゴリズムを用いて電熱線の発熱量の制御量を計算するステップと、
電熱線の発熱量の制御量に基づいて前記電熱線の温度を調節するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本出願が提供する技術的解決手段は、以下の有益な効果を奏する。
【００２６】
（１）スマートゴミ箱の自動ゴミ袋封止プロセスにおいて、該熱溶着装置は耐熱・絶縁性を有するベースを備える。ベース上に電熱線が固定されているため、該熱溶着装置によってヒートシールおよび熱溶断の二つの機能を一度に実行することができるだけでなく、電熱線とゴミ袋の良好な接触状態を保証して、ゴミ袋の固着を防ぎ、シールの品質を高め、構造をシンプルで、かつ信頼性が高いものとすることができる。さらには、従来の各種ゴミ箱における、ゴミ袋の自動封止を簡単かつ確実に実現することができないという問題を解決して、ゴミ袋の自動封止の品質および信頼性を向上させ、封止制御の難易度や封止コストを低下させ、制御システムを簡素化し、システムの安定性および信頼性を向上させる。
【００２７】
（２）さらに、電熱線を支持するベースは、すべてセラミック材を使用しており、かつ電熱線とベースとの接触面には、ノンスティックコーティング層が設けられている。セラミックは高温耐性、絶縁性、耐食性、長寿命、およびすぐれた表面平滑性を有し、また、ノンスティックコーティング層の存在により、電熱線とゴミ袋が接触して熱溶着が行われる際に、ゴミ袋が熱溶着装置に固着しにくく、熱溶着装置の高い性能が保証される。また、セラミックは、すぐれた絶縁性および断熱性をも有しており、電熱線の温度が高いときに、高温によるベースの変形や損傷を防ぐことができるだけでなく、設備における漏電を防止するという点においても有利である。
【００２８】
（３）熱溶着装置には、耐熱・絶縁性を有し、電熱線を支持する支持板がさらに設置されている。この場合、ベースは、非耐熱性材料または非絶縁性材料を採用してもよく、熱溶着装置の全体的な生産コストの低減に利する。
【００２９】
なお、上記の一般的な記述および後段の詳細な記述は、例示的かつ説明的な記述にすぎず、本願を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る熱溶着装置の構造分解図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係る熱溶着装置のベースの前軸側面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１に係る熱溶着装置のベースの後軸側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１に係る熱溶着装置の制御原理の構造図である。
【図５】図５は、本発明の実施例１におけるスマートゴミ箱の熱溶着温度制御のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施例１に係るスマートゴミ箱の構造模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１に係る、スマートゴミ箱における熱溶着装置とゴミ袋封止機構の位置構造図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２に係る熱溶着装置の構造分解図である。
【図９】図９は、本発明の実施例２に係る熱溶着装置のベースの前軸側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例２に係る熱溶着装置のベースの後軸側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例２に係る熱溶着装置の制御原理の構造図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例２におけるスマートゴミ箱の熱溶着温度制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここでは、例示的な実施例を詳細に説明し、その例示を図面に示す。以下の図面に関する記述において、特に断らない限り、異なる図面における同一の数字は同一または類似の要素を示す。以下の例示的な実施例において記述される実施形態は、本願と一致するすべての実施形態を表すものではなく、それらは「特許請求の範囲」に詳述されるような、本願の一部の態様と一致する装置または方法の例示にすぎない。
【００３２】
以下に、図面を参照しながら実施例について説明する。なお、以下に示す実施例は、「特許請求の範囲」に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示される構成のすべての内容は、「特許請求の範囲」に記載された発明の解決手段として必須の内容に限定されるものではない。
【００３３】
実施例１
本発明の実施例１のスマートゴミ箱の熱溶着装置を図１〜図４に示す。前記熱溶着装置は、
熱溶着回路に接続されており、ゴミ袋の口を溶断し、かつヒートシールする電熱線４４と、
耐熱・絶縁性を有し、その第１端面に前記電熱線４４が設置されているベース４１と、
前記熱溶着回路と通信可能に接続され、前記熱溶着回路を制御する制御機構と、を備える。
【００３４】
ここで、ベース４１は、ゴミ箱本体に固定接続され、ベース４１の第１端面４１１は、電熱線４４の取付位置を提供する。熱溶着回路の作用により、電熱線４４の温度はゴミ袋の融点温度に達し、さらにはゴミ袋を溶断して、シールする。また、ベース４１は耐熱・絶縁性の材質からなるため、電熱線４４の温度が高いときに、ベース４１の高温による変形や損傷を防ぐことができるだけでなく、設備における漏電を防止するという点においても有利である。
【００３５】
本実施例において、ベース４１はセラミック材からなることが好ましい。セラミックの板面とした場合、比較的平滑な一つの磁器面、すなわち緻密な非浸透性の表面となりうるため、ほこりや汚れが付着しにくくなり、溶媒を用いて簡単に洗浄することもでき、かつ、材料特性にいかなる影響も与えない。その上、セラミックはすぐれた絶縁性および断熱性をも有しており、電熱線４４の温度が高いときに、高温によるベース４１の変形や損傷を防ぐことができるだけでなく、設備における漏電を防止するという点においても有利である。さらに、ゴミ袋の固着を防ぐこともでき、ゴミ袋の損傷および熱溶着装置４上への汚れの堆積を防ぎ、ゴミ袋の自動封止の品質ならびにスマートゴミ箱の性能の安定性および信頼性を向上させることができる。当然ながら、ベース４１に使用する材料はセラミック材に限定されず、その他の耐熱・絶縁性材料、または、耐熱絶縁処理が施されたその他の材料であってもよい。
【００３６】
さらに、ベース４１の第１端面４１１にはノンスティックコーティング層が設けられており、電熱線４４とゴミ袋が接触して熱溶着が行われる際に、ゴミ袋が熱溶着装置４に固着しにくくなり、熱溶着装置４の高い性能が保証される。
【００３７】
本実施例において、電熱線４４の両端には湾曲部４４２が設けられており、ベース４１には湾曲部４４２に対応する貫通孔４１３が設けられている。ここで、貫通孔４１３についてスロットの形式を採り、湾曲部４４２が貫通孔４１３またはスロット４１３を貫通した後に、ケーブルハーネス４６によって熱溶着回路に接続されるようにしてもよいということは、容易に理解されるであろう。つまり、電熱線４４は、熱溶着部４４１および湾曲部４４２を有し、湾曲部４４２は熱溶着回路に接続するために用いられ、熱溶着部４４１はゴミ袋と接触し、かつゴミ袋を溶断してシールするために用いられる。このように、電熱線４４の湾曲部４４２が貫通孔４１３またはスロット４１３を貫通してケーブルハーネス４６に接続されるため、電熱線４４の接続が強固になり、また、電熱線４４の熱溶着部４４１の全体がベース４１のノンスティックコーティング層上に位置するため、ゴミ袋の固着を効果的に防止することができる。
【００３８】
さらに、電熱線４４の湾曲部４４２は絶縁端子４５によってベース４１に固定されている。ここで、絶縁端子４５は、回路が貫通する開口を有する。使用の際は、まず、湾曲部４４２とケーブルハーネス４６を開口内に挿入してから、調節用工具で開口を縮小し、絶縁端子４５、湾曲部４４２およびケーブルハーネス４６を固定接続して、電熱線４４とケーブルハーネス４６の接続を実現する。ベース４１には、絶縁端子４５を嵌め込んで位置制限する貫通孔４１３が設けられ、これにより、絶縁端子４５は電熱線４４とともにベース４１上に固定される。このように、絶縁端子４５の構造はシンプルで、操作が簡単で、安価であるため、組み立てにかかる手間や生産コストを節減することができる。
【００３９】
本実施例の熱溶着プロセスにおいては、熱溶着装置の制御機構は、プログラム設定およびタイマの出力時間値に基づいて熱溶着回路を制御することにより電熱線４４の発熱量を制御し、さらには電熱線４４の温度を制御して、電熱線４４の温度を常にゴミ袋を熱溶着できる温度にすることができる。これにより、電熱線４４の温度調節を簡単に行えるようになり、ゴミ袋の自動封止の品質が保証され、スマートゴミ箱の実用性および信頼性が向上し、ゴミ袋封止のコストや組立コストが低減する。
【００４０】
さらに、ベース４１は、第１端面４１１および第２端面４１２を有する。第２端面４１２は、第１端面４１１に対向する位置に位置する。つまり、第１端面４１１と第２端面４１２は、前記ベース４１の互いに対向する両側に位置する。ベース４１の第２端面４１２には、ケーブルハーネス４６を収容するためのケーブル溝４１４が設けられており、ケーブルハーネス４６をケーブル溝４１４内に配置することにより、回路を保護することができるだけでなく、熱溶着装置４の取付が容易になり、組立部品のモジュール化も実現される。
【００４１】
一部の好ましい態様において、制御機構は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ，マイクロ・コントローラ・ユニット）を備える。図４に示すように、ＭＣＵとパワーＭＯＳとは通信可能に接続され、プログラム設定およびタイマの時間値に基づいてパワーＭＯＳの出力を調節し、さらには電熱線４４の制御を実現する。ここで、ＭＯＳとは、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタであるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）の略称である。
【００４２】
本具体的実施形態はさらに、前述の熱溶着装置を備えるスマートゴミ箱を提供する。このような構成により、スマートゴミ箱のゴミ袋自動封止プロセスにおいて、該熱溶着装置は電熱線４４とゴミ袋の良好な接触状態を保証することができるだけでなく、ゴミ袋の固着を防止することもでき、さらには、ゴミ袋が容易に損傷する問題や、熱溶着装置上に汚れが堆積するという問題を解決し、ゴミ袋の自動封止の品質ならびにスマートゴミ箱の性能の安定性および信頼性を向上させる。この有益な効果が得られる過程は前述の熱溶着装置のそれとほぼ類似するため、ここでは説明を割愛する。
【００４３】
スマートゴミ箱のゴミ袋封止機構は、移動可能な基板を有してもよく、かつ前記基板は、前記電熱線４４にゆっくりと接近して当接されてもよいことが理解されるであろう。基板が前記電熱線４４に当接して圧着される過程において、ゴミ袋は電熱線４４の熱溶着作用によって徐々に封止され、その後電熱線４４は封止されたゴミ袋を溶断する。このようにしてヒートシールおよび熱溶断の二つの機能を一度に実行することができ、熱溶着構造を単純化するだけでなく、占有スペースを節約することもできる。
【００４４】
このような構成により、スマートゴミ箱のゴミ袋自動封止プロセスにおいて、該熱溶着装置はヒートシールおよび熱溶断の二つの機能を一度に実行することができる。また、構造がシンプルで、かつ信頼性を有し、さらには、従来の各種ゴミ箱における、ゴミ袋の自動封止を効果的に実現する装置を持たないという問題を解決し、ゴミ袋の自動封止の品質およびスマートゴミ箱の性能のスマート化のレベルを向上させる。
【００４５】
図６〜図７に示すように、その他の一部の実施例において、スマートゴミ箱は、ゴミで一杯になったゴミ袋の開口を自動的に収束させてシールするために用いられ、かつ、ゴミ箱本体１の内部に設置されるゴミ袋封止機構を備える。ゴミ箱本体１の内壁の頂部位置には、第１固定縁および第２固定縁が設けられており、第１固定縁と第２固定縁は互いに交差する。さらに、第１固定縁と第２固定縁は、互いに垂直とされてもよい。
【００４６】
前記ゴミ袋封止機構は、第２固定縁に沿って摺動し、ゴミ袋の開口を第１固定縁まで収束させることができる第１プレスバー２、および第１固定縁に沿って摺動し、ゴミ袋の開口を第２固定縁まで収束させることができる第２プレスバー３を有する。第１プレスバー２および第２プレスバー３は、第１固定縁と第２固定縁の交差位置までゴミ袋を収束させることができる。交差位置の近傍には、ゴミ袋をシールする熱溶着装置４が設置されており、ゴミ袋の開口は熱溶着装置４上に収束される。このような構成により、ゴミ袋の開口のシールが容易に行われ、また、熱溶着装置４を用いてヒートシールを行う際の熱によってゴミ袋に穴が開いて、ゴミ袋の中身が外に出てしまうということが起こりにくい。
【００４７】
前記ゴミ袋封止機構は、第１プレスバー２および第２プレスバー３を駆動することによってゴミ袋の開口を収束させる駆動装置９をさらに備える。自動化の実現によって手作業が不要となり、人々の生活を便利にすることができる。
【００４８】
このような構成により、前記ゴミ袋封止機構は二方向に沿ってゴミ袋の開口を収束させることができるため、従来のスマートゴミ箱のゴミ袋自動封止機構における、一方向にのみゴミ袋の開口を収束させることによってシールが不確実なものとなり、比較的薄いゴミ袋を使用した場合に、収束したシール部位の厚みが薄くなり、熱溶着の際の熱によってゴミ袋に穴が開きやすいという問題が解決される。
【００４９】
本実施例の好ましい態様において、ゴミ袋の開口をより集中的かつ迅速に収束させるために、第１固定縁および第２固定縁の交差位置をＲ面取り構造１２とし、同時に、第２プレスバー３の熱溶着装置４に対応する側面に、基板１０をさらに設置する。基板１０は、弾性を有する軟質材料から構成されてもよい。このような構成により、第１プレスバー２および第２プレスバー３は、基板１０と熱溶着装置４の間までゴミ袋の開口を収束させることができ、ゴミ袋の収束に対してバッファが提供され、同時に、より緊密な収束状態が保証される。
【００５０】
具体的には、基板１０は、弾性を有する軟質材料の表面にテフロン（登録商標）テープを貼付して組み合わせることによって作成される。テープによって第２プレスバー３の側面に接着されるため、作業が比較的容易に、かつ迅速に行える。
【００５１】
前記基板１０は、締まり嵌めによって第２プレスバー３の側面凹溝内に嵌め込まれてもよく、これにより外観がよりシンプルで美しいものとなると同時に、接続がより強固になり、着脱がより容易になる。
【００５２】
本実施例において、ゴミ箱本体１は、筒体部１３と、筒体部１３を覆うメインカバー部８とを有する。第１プレスバー２、第２プレスバー３、第１固定バー５、第２固定バー６、駆動装置９および熱溶着装置４は、いずれもメインカバー部８の内部に設置され、好ましくは、第１固定バー５、第２固定バー６、第１プレスバー２および第２プレスバー３は、それぞれゴミ箱のメインカバー部８の四つの側壁に設置される。
【００５３】
なお、ゴミ箱のメインカバー部８内には、第１固定バー５と、第１固定バー５に対して垂直な第２固定バー６とが固定設置される。第１固定バー５の側縁に第２固定縁が形成され、第２固定バー６の側縁に第１固定縁が形成され、第２プレスバー３と第１固定バー５とは平行に設置され、第１プレスバー２と第２固定バー６とは平行に設置される。また、第１プレスバー２と第１固定バー５との間、第１プレスバー２と第２プレスバー３との間、第２プレスバー３と第２固定バー６との間、第２プレスバー３と第１プレスバー２との間には、いずれもガイド機構が設置されており、第１プレスバー２と第２プレスバー３は、ガイド構造のガイド作用を受けて、ゴミ袋の開口を第１固定縁と第２固定縁との交差位置まで収束させるように動作する。
【００５４】
まず、第１プレスバー２は、ガイド構造のガイド作用を受けて、ゴミ袋の開口を横方向に収束させるように動作し、その後、第２プレスバー３が、ガイド構造のガイド作用を受けて、ゴミ袋の開口を縦方向に収束させるように動作する。このような構成により、ゴミ袋の開口を二方向に沿って収束させて、シール部位を前記熱溶着装置４部分に収束させることができ、シール作業が容易に行える。
【００５５】
実施例の一つにおいて、第１プレスバー２には、その軸方向に延在するガイドスロット７が設けられており、第２プレスバー３の一端がガイドスロット７を貫通する。第１プレスバー２の一端には、第１固定バー５が貫通する第１ガイド孔がさらに設けられており、第１プレスバー２は、第１固定バー５および第２プレスバー３の軸方向に沿って往復運動することができる。第２プレスバー３の一端には、第２固定バー６が貫通する第２ガイド孔がさらに設けられており、第２プレスバー３は、第２固定バー６および第１プレスバー２の軸方向に沿って往復運動することができる。
【００５６】
なお、加工を容易にするために、第１プレスバー２の一端には、中心孔を有するガイドスリーブ２１が固定設置されており、ガイドスリーブ２１の中心孔は第１ガイド孔を形成する。同様に、第２プレスバー３の一端にも、中心孔を有するガイドスリーブ３１が固定設置されており、ガイドスリーブ３１の中心孔は第２ガイド孔を形成する。
【００５７】
好ましくは、第２プレスバー３がガイドスロット７の内部から滑り出ることを防ぐために、ガイドスロット７の端部を閉じた構造とする。
【００５８】
本実施例における駆動装置９は、モータ、ギアアセンブリおよび同期ベルトアセンブリ１１を有する。モータはギアアセンブリに駆動的に接続され、モータはギアアセンブリを回動させることができ、ギアアセンブリと同期ベルトアセンブリ１１とは噛合によって接続され、第１プレスバー２および第２プレスバー３は同期ベルトアセンブリ１１上に固定される。このように、同期ベルトアセンブリ１１は、第１プレスバー２および第２プレスバー３を移動させて、ゴミ袋の自動収束機能を実行することができる。
【００５９】
本具体的実施形態は、前述のスマートゴミ箱に基づく、スマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法をさらに提供する。該熱溶着温度制御方法には、
熱溶着回路の出力が第１設定出力となるように制御するステップと、
前記熱溶着回路の出力が第１設定出力である時間を取得するステップと、
前記時間が設定時間範囲内にあるか否かを判定するステップと、
ＮＯである場合、熱溶着回路の出力が第２設定出力となるように制御するステップと、が含まれる。
【００６０】
さらに、熱溶着回路の出力が第１設定出力となるように制御するステップの前に、
ゴミ袋の口の収束状態を検知するステップと、
前記ゴミ袋の口が収束された状態である場合、熱溶着回路の出力が第１設定出力となるように制御するステップと、が含まれなくてはならない。
【００６１】
該制御方法の要件を満たすために、制御機構は、時間値を収集するタイマまたは時間計測プログラム、時間値とプログラムされた設定時間値とを比較するコンパレータ、第１設定出力、第２設定出力および設定時間範囲を有していなくてはならず、このときのスマートゴミ箱の熱溶着温度制御のフローは、図５に示す通りである。
【００６２】
なお、電熱線４４の温度は、発熱量と放熱状況の両者の作用を受けて、一定の温度平衡点を有する。このため、多くの実験、検証を行うことで、電熱線４４の温度の、発熱量と発熱時間による温度平衡曲線が導かれる。そして、制御機構内に制御規則テーブルを設け、電熱線４４の発熱量、発熱時間などのパラメータに基づいて、電熱線４４の発熱量を段階的に制御する。このような構成により、電熱線４４の温度を、リアルタイムに、また、高効率かつ低コストで適切な範囲内に制御することができるため、ゴミ袋の溶断およびシールに有利である。また、温度センサが減るため、構造の単純化およびコストの節約という点において有利である。
【００６３】
一部の好ましい態様において、電熱線の温度制御の目標値は３２０度である。一方、ゴミ袋の融点範囲は１３０度〜４００度であるため、該設定温度はゴミ袋の溶断およびシールに有利である。
【００６４】
実施例２
本発明のスマートゴミ箱の熱溶着装置の第２実施例を、図８〜図１１に示す。理解の一助とするため、本実施例においては、実施例１と同一の部材には同一の符号を付する。
【００６５】
図８および１１に示すように、本実施例の熱溶着装置は、ベース４１および電熱線４４のほか、センサおよび制御機構をさらに備える。前記センサは、前記電熱線４４の温度を検知するために用いられ、前記センサおよび熱溶着回路は、前記制御機構と通信可能に接続される。熱溶着プロセスにおいて、前記制御機構は、前記センサの検知値に基づいて前記電熱線４４の温度を制御する。これにより、電熱線４４の温度を自動的に調節することができ、ゴミ袋の自動封止の品質が保証され、スマートゴミ箱の実用性および信頼性を向上させる。前記センサは、例えば、ネジによってベース４１に固定され、電熱線４４に直接接触するように取り付けられてもよく、これによって電熱線４４の温度をより迅速に、より正確に検知することができる。
【００６６】
前記センサは温度センサであることが好ましく、電熱線４４に直接接触してもよく、または、熱伝導構造により電熱線４４に間接的に接触してもよい。
【００６７】
さらに、前記ベース４１と前記電熱線４４との間には、支持板４３が設置され、前記支持板４３の板面は前記電熱線４４を支持するために用いられる。前記支持板４３は耐熱・絶縁性を有し、この場合、前記ベース４１は、非耐熱性材料または非絶縁性材料を採用してもよく、熱溶着装置の全体的な生産コストの低減に利する。
【００６８】
前述のとおり、電熱線４４は、ゴミ袋の口を溶断し、かつシールするために用いられる。電熱線４４は熱溶着回路に接続され、熱溶着回路の作用を受けて、電熱線４４の温度はゴミ袋の融点温度に達し、ひいてはゴミ袋を溶断してシールする。
【００６９】
本実施例において、前記支持板４３は、セラミック板であることが好ましい。セラミック板の板面は、電熱線４４がセラミック板の板面の一側に位置するように、電熱線４４を支持する。セラミック板は高温耐性、耐食性、長寿命およびすぐれた表面平滑性を有するため、電熱線４４とゴミ袋が接触して熱溶着が行われる際に、ゴミ袋が熱溶着装置に固着しにくく、熱溶着装置の高い性能が保証される。
【００７０】
なお、セラミック板の板面とした場合は、比較的平滑な一つの磁器面、すなわち緻密な非浸透性の表面となりうるため、ほこりや汚れが付着しにくくなり、溶媒を用いて簡単に洗浄することができ、かつ、材料特性にいかなる影響も与えない。その上、セラミック板はすぐれた絶縁性および断熱性をも有しており、電熱線４４の温度が高いときに、セラミック板は、高温によるベースの変形や損傷を防ぐことができるだけでなく、設備における漏電を防止するという点においても有利である。さらに、ゴミ袋の固着を防ぐこともでき、ゴミ袋の損傷および熱溶着装置への汚れの堆積を防ぎ、ゴミ袋の自動封止の品質ならびにスマートゴミ箱の性能の安定性および信頼性を向上させることができる。
【００７１】
当然ながら、前記支持板４３の代わりに、耐熱・絶縁性を有するその他の支持板を用いてもよい。例えば、適切な樹脂（例えば、有機シリコーン樹脂）が接着、または含侵、コーティングされたマイカ、ガラス繊維、アスベストなどの材料、またはそれらの組み合わせからなる絶縁板を用いることができる。
【００７２】
本実施例においては同様に、電熱線４４の両端には湾曲部４４２が設けられており、支持板４３の板面には湾曲部４４２に対応する貫通孔４３１が設けられている。ここで、貫通孔４３１についてスロットの形式を採り、湾曲部４４２が貫通孔４３１またはスロット４３１を貫通した後に、ケーブルハーネス４６によって熱溶着回路に接続されるようにしてもよいということは、容易に理解されるであろう。つまり、電熱線４４は、熱溶着部４４１および湾曲部４４２を有し、湾曲部４４２は熱溶着回路に接続するために用いられ、熱溶着部はゴミ袋と接触し、かつゴミ袋を溶断してシールするために用いられる。このように、電熱線４４の湾曲部４４２が貫通孔４３１またはスロット４３１を貫通してベース４１に固定されるため、電熱線４４の接続が強固になり、また、電熱線４４の熱溶着部の全体が支持板４３の板面に位置するため、ゴミ袋の固着を効果的に防止することができる。
【００７３】
実施例１と同様に、電熱線４４の湾曲部４４２は絶縁端子４５によってベース４１に固定されている。
【００７４】
ここで、ベース４１には、絶縁端子４５を嵌め込むための切欠き４１５が設けられてもよい。そして、絶縁端子４５が切欠き４１５内に嵌め込まれると、湾曲部４４２は絶縁端子４５とともにベース４１上に固定される。このように、絶縁端子４５と切欠き４１５の構造は、電熱線４４が固定されたときの占有スペースを節約することができ、構造の平滑性の向上と、バリの減少によってゴミ袋の損傷を防止するという点において有利である。図８〜図９を組み合わせると、前記切欠き４１５はスロットの具体的な実施形態であることが理解されるであろう。
【００７５】
一部の実施例においては、ベース４１における、支持板４３と接触する端面を第１端面４１１とし、第１端面４１１に対向する端面を第２端面４１２とする。ここで、第１端面４１１と支持板４３との間には接着剤４２が設置されており、これにより支持板４３と第１端面４１１とが接着される。このように、支持板４３とベース４１の接続構造はシンプルで、操作が容易であり、時間と労力が節約され、作業効率の向上に利する。
【００７６】
支持板４３とベース４１の接続の安定性を向上させるために、ベース４１の第１端面４１１には少なくとも一組のストッパ４７が設けられ、それに対応して、支持板４３の縁部に少なくとも一組のノッチが設けられる。ストッパ４７の各組とノッチの各組は、ストッパ４７間の距離とノッチ間の距離が一致するように、いずれも一対一で対応している。ここで、ノッチは支持板４３の厚さ方向に支持板４３を貫通する。ここで、「厚さ方向」とは、支持板４３の一方の板面から他方の板面に向かう方向を指す。このように、支持板４３とベース４１が固定されるとき、ストッパ４７およびノッチの各組の構造はいずれもバックル形式によって接続、固定されるため、支持板４３がベース４１の第１端面４１１上でより安定するようになる。好ましくは、ストッパ４７およびノッチを二組ずつ有する構造、すなわち四バックル設計とすることで、セラミック板４３の固定の安定性をさらに保証する。
【００７７】
本発明によれば、前記熱溶着回路と電熱線４４とは、ケーブルハーネス４６によって接続される。ベース４１の第２端面４１２上には、ケーブルハーネス４６を収容するためのケーブル溝４１４が同様に設けられている。
【００７８】
一部の好ましい実施形態において、制御機構は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ，マイクロ・コントローラ・ユニット）を備える。図１１に示すように、ＭＣＵは、温度センサおよびパワーＭＯＳとそれぞれ通信可能に接続され、温度センサの検知値に基づいてパワーＭＯＳの出力を調節し、さらには電熱線４４の制御を実現する。ここで、ＭＯＳとは、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタであるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）の略称である。
【００７９】
本実施例は、さらに、前述の熱溶着装置を備えるスマートゴミ箱を提供する。このような構成により、該熱溶着装置は、スマートゴミ箱のゴミ袋自動封止プロセスにおいて、電熱線４４とゴミ袋の良好な接触状態を保証することができるだけでなく、ゴミ袋の固着を防止することもでき、さらには、ゴミ袋が容易に損傷する問題と、熱溶着装置上に汚れが堆積する問題を解決し、ゴミ袋の自動封止の品質およびスマートゴミ箱の性能の安定性および信頼性を向上させる。
【００８０】
本実施例は、前述のスマートゴミ箱に基づくスマートゴミ箱の熱溶着温度制御方法をさらに提供する。該熱溶着温度制御方法には、
電熱線の実際の温度値を収集するステップと、
実際の温度値と設定温度値とを比較するステップと、
実際の温度値が設定温度値より大きい場合、電熱線の温度を下げるように制御するステップと、
実際の温度値が設定温度値より小さい場合、電熱線の温度を上げるように制御するステップと、が含まれる。
【００８１】
一部の実施例においては、電熱線の温度の実際値と設定値の差分値の大きさに基づいて、二つの異なるアルゴリズムを用いて、電熱線の発熱量の制御量、すなわち電熱線の温度を調節する際の調節方法を計算することができる。
【００８２】
好ましくは、図１２に示すように、該熱溶着温度制御方法はさらに、
実際の温度値と設定温度値の差分値を計算するステップと、
差分値と設定温度差分範囲とを比較するステップと、
差分値が前記設定温度差分範囲内にある場合、比例・積分・微分アルゴリズムを用いて電熱線の発熱量の制御量を計算するステップと、
差分値が前記設定温度差分範囲内にない場合、比例・微分アルゴリズムを用いて電熱線の発熱量の制御量を計算するステップと、
電熱線の発熱量の制御量に基づいて前記電熱線の温度を調節するステップと、を含む。
【００８３】
なお、電熱線の温度の収集と制御のいずれにおいても大きなヒステリシスが見られる。そのため、制御プログラム内に制御規則テーブルを設け、電熱線の温度、変動傾向、出力振幅などのパラメータに基づいて、電熱線の発熱量について、比例・積分・微分アルゴリズムまたは比例・微分アルゴリズムによる制御を実行する。このような構成により、電熱線の温度を、リアルタイムで正確に、かつ高効率で適切な範囲内に制御することができるため、ゴミ袋の溶断およびシールを一度に完了させるという点において有利である。
【００８４】
また、一部の好ましい態様において、電熱線の設定温度値は３２０度である。一方、ゴミ袋の融点範囲は１３０度〜４００度であるため、該設定温度はゴミ袋の溶断およびシールを迅速かつ同時に実行するという点において有利である。
【００８５】
以上の説明は、本発明の具体的な実施形態にすぎず、本発明の保護範囲はこれに限定されるものではない。当該技術分野に精通する当業者であれば、本発明に開示された技術範囲において容易に想到しうる変更例や代替案は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるとみなすべきである。したがって、本発明の保護範囲は、「特許請求の範囲」を正とする。
【符号の説明】
【００８６】
１  ゴミ箱本体
２  第１プレスバー
３  第２プレスバー
４  熱溶着装置
５  第１固定バー
６  第２固定バー
７  ガイドスロット
８  メインカバー部
９  駆動装置
１０  基板
１１  同期ベルトアセンブリ
１２  Ｒ面取り構造
１３  筒体部
４１  ベース
４２  接着剤
４３  支持板
４４  電熱線
４５  絶縁端子
４６  ケーブルハーネス
４１１  ベース第１端面
４１２  ベース第２端面
４１３  ベース貫通孔
４１４  ケーブル溝
４１５  切欠き
４４１  電熱線熱溶着部
４４２  電熱線湾曲部
４３１  支持板貫通孔
２１（３１）  ガイドスリーブ
【図１】
2019218214.tif 000003
【図２】
2019218214.tif 000004
【図３】
2019218214.tif 000005
【図４】
2019218214.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019218214.tif 000008
【図７】
2019218214.tif 000009
【図８】
2019218214.tif 000010
【図９】
2019218214.tif 000011
【図１０】
2019218214.tif 000012
【図１１】
2019218214.tif 000013
【図１２】
2019218214.tif 000014