(57)【要約】      （修正有）【課題】左右対称位置に２本の溶着チップが突出形成されている溶着チップにおいて電圧印加用の電線取付位置に加工誤差があっても２つの溶着チップに流れる電流が同一になり発熱温度がばらつかない熱溶着チップを提供。【解決手段】チップ本体２は、横長長方形のベース面２ａとベース面２ａの周縁から垂直に立ち上げた側板及び袖板２ｂから成り、ベース面２ａと袖板２ｂは、中央において前後に２分割されていおり、２本の溶着ボス３は、ベース面２ａにおいて２分割により形成されたベース面スリット８ａ間を溶着チップ３の＋極と−極片で跨ぐ様に形成され、チップ本体２に対する＋と−極の給電部の位置は、左右の溶着チップ３の外側で、その中間点を交点とする対角線上において対称位置に夫々分離して形成され、かつベース面２ａからの高さは夫々同一に設定された２本の溶着チップ３を同時にカシメ止め可能である、溶着装置用抵抗体。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ本体は、横長長方形のベース面とこのベース面の周縁から垂直に立ち上げた側板及び袖板から成り、このベース面と袖板は、中央において前後に２分割されていると共に、２本の溶着ボスは、前記ベース面において２分割により形成されたベース面スリット間を溶着ボスの＋極と−極片で跨ぐように形成されていること、
前記チップ本体に対する＋と−極の給電部の位置は、前記左右の溶着ボスの外側であって、かつその中間点を交点とする対角線上において対称位置にそれぞれ分離して形成され、かつベース面からの高さは、それぞれ同一に設定されていること、
を特徴とする２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
【請求項２】
前記溶着装置用抵抗発熱体が円筒形の場合、給電部の電線位置は２分割された側板のスリットから５ｍｍ以内であること、を特徴とする請求項１に記載の２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
【請求項３】
前記溶着装置用抵抗発熱体において、給電部に接続される電線が２本以上であること、を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体。
【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に、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穴内に通し、または被固定物側に形成した係合部に係合するようにして突出させた先端側を熱で溶融又は変形することにより、熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ止めする熱溶着装置に用いられる抵抗発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂成形品へ被固定物をカシメ止めする方法として、特許文献１に開示されている方法が公知である。この方法は１つの熱溶着チップに２つの発熱部を形成して同時に加熱し、２つの溶着ボスを同時にカシメ止め可能にする溶着装置用抵抗発熱体（以下「抵抗発熱体」と称す。）である。
【０００３】
この抵抗発熱体は、１個で構成されているチップ本体の先端に、中心を挟んで左右対称位置に２つの溶着チップがベース面から突出形成され、前記ベース面から側板が立ち上げられ、前記側板からベース面と溶着チップの当接面の裏面の裏面までを中心から前後に２分割するようにスリットが形成されていて、前記溶着チップに対する給電部は、前記側板の中央の外側であって、スリットを挟んで前後対象位置に形成されている。
【特許文献１】特許第３８９９３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１のカシメ止め方法に用いられている抵抗発熱体に対する給電部に取り付ける給電用の電線は、熱溶着時の温度変化にも安定して大電流を供給する必要があるため、圧着端子でビス止めする方法ではなく、図８のように前記電線をロウ付けで側板に直接取り付けている。
【０００５】
しかし、取付時の加工誤差により図９（Ａ）のように電線の取付位置が側板の中央からわずかにズレが発生する場合がある。
【０００６】
また、電線の取付高さＨがそろっていて、取付位置が側板の中央に合っていても、ロウ付のロウの溶け代を中央から左右対称に広げることは難しく、図９（Ｂ）のようにロウ付けの範囲が左右で異なってしまう場合がある。
【０００７】
この結果、図９（Ａ）および（Ｂ）の場合、２つの溶着チップが中心を挟んで左右対称位置に突出形成されているにもかかわらず、２つの溶着チップの発熱温度に差が発生してしまう。
【０００８】
図１１に電線７の取付位置が中央から１ｍｍずれた場合の発熱状態を熱解析（ＣＡＥ）で検証した例を示す。使用したＣＡＥソフトはＡｕｔｏｄｅｓｋ  ＣＦＤである。（Ａｕｔｏｄｅｓｋはオートデスク  インコーポレイテッドの登録商標）
【０００９】
６ａ、６ｂはカシメ加工を行う当接面であり、電線７の位置が６ａ側に１ｍｍずれした場合の発熱温度は、解析結果によれば６ａは２１５〜２２０℃、６ｂは２０５〜２１０℃で２つの当接面の温度差は約１０℃である。
【００１０】
この状態において２つの溶着チップの加熱温度のばらつきを調整することは困難であり、２つの溶着ボスを同時にカシメ止めした場合に外観や強度のばらつきが発生してしまう問題があった。
【００１１】
この原因を２つの溶着チップ３の発熱部５に流れる電流の違いを図１０（Ａ）をもとに考察する。
【００１２】
図１０（Ａ）は電線７の位置が中央からすれた場合の電流の流れ（平面視）である。
【００１３】
電線７から流れる電流は側板からベース面２を分岐して２つの発熱部５を経由して電線７ａに流れる。この時、電線７がセンターから左にずれているため、電気抵抗はＲ１＜Ｒ２となり電流は電気抵抗の小さいＲ１側に多く流れる。
【００１４】
このため、２つの発熱部５の電気抵抗が同じであっても左側発熱部５（Ｒ１）の発熱量が多くなり温度差が発生すると考えられる。
【００１５】
本発明の目的は、上記した２つの溶着チップの温度差の解決であって、溶着チップに対する電圧印加用の電線取付位置に加工誤差があっても２つの溶着チップに発熱温度差が発生せず、安定した品質のカシメ止めが可能な抵抗発熱体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体において、チップ本体は、横長長方形のベース面とこのベース面の周縁から垂直に立ち上げた側板及び袖板から成り、このベース面と袖板は、中央において前後に２分割されていると共に、２本の溶着ボスは、前記ベース面において２分割により形成されたベース面スリット間を溶着ボスの＋極と−極片で跨ぐように形成されていること、前記チップ本体に対する＋と−極の給電部の位置は、前記左右の溶着ボスの外側であって、かつその中間点を交点とする対角線上において対称位置にそれぞれ分離して形成され、かつベース面からの高さは、それぞれ同一に設定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体において、前記溶着装置用抵抗発熱体が円筒形の場合、給電部の電線位置は２分割された側板のスリットから５ｍｍ以内であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の２本の溶着ボスを同時にカシメ止め可能な溶着装置用抵抗発熱体において、前記溶着装置用抵抗発熱体において、給電部に接続される電線が２本以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、チップ本体の先端に中心を挟んで左右対称位置に２本の溶着チップが突出形成されている溶着チップにおいて、電圧印加用の電線取付位置に加工誤差があっても２つの溶着チップに流れる電流が同一になり、発熱温度がばらつかない熱溶着チップを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】抵抗発熱体の斜視図である。
【図２】抵抗発熱体の断面図である。
【図３】抵抗発熱体の３面図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、(ｄ）は底面図である。
【図４】抵抗発熱体の断面図である。
【図５】抵抗発熱体のベース面が正方形の実施例である。
【図６】抵抗発熱体のベース面が丸形状の実施例である。
【図７】抵抗発熱体の給電部に電線を２本取り付けた実施例である。
【図８】従来の電線取付例の図である。
【図９】従来の電線取付時の不具合例であって、（Ａ）は給電線の位置が中央からずれた状態（Ｂ）はロウ付けの範囲が左右で異なる状態を示す図である。
【図１０】電流の流れの模式図であって、（Ａ）は従来の抵抗発熱体の給電部の位置が中央からずれた場合、（Ｂ）は本発明の抵抗発熱体の給電部の位置Ｌが左右で異なる場合を示す。
【図１１】熱解析による従来の抵抗発熱体の発熱状態を示すコンター図であって、給電部の位置が中央から１ｍｍずれた場合の温度を示す。
【図１２】熱解析による本発明の抵抗発熱体の発熱状態を示すコンター図であって、（Ａ）は電線の位置がスリットから２ｍｍ（Ｂ）は電線の位置がスリットから３ｍｍの場合の温度を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る抵抗発熱体の基本的な形態は、チップ本体の底面に左右に間隔をあけて２本の溶着チップが突出形成され、更に、前記チップ本体の上端から溶着チップの発熱部にかけて、前後２分割するようにスリット又は空洞が入れられた形態で、前記２分割された前記チップ本体に対する＋と−極の給電部の位置は、前記側板において、前記溶着ボス間の中間線を基準として左右に分離形成され、かつベース面からの高さ方向の位置は、それぞれ同一に設定されているものである。
【００２２】
次に、本発明の実施例を各図に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
実施例１を図１、図２、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図１は抵抗発熱体１の斜視図、  図２は抵抗発熱体１のＡ−Ａ断面図である。この抵抗発熱体１は、チップ本体２と、このチップ本体２のベース面２ａに、中心を間にして一定の間隔をあけて左右対称に突設された２つの溶着チップ３とからなり、更にチップ本体２の袖板２ｂからベース面２ａ、溶着チップ３の先端に形成した突出部４に形成された発熱部５の裏側にかけて、２分割するようにスリット８，８ａが形成されている。
【００２５】
全体的に見ると、チップ本体２は２分割されており、そのチップ本体２のベース面２ａ部分には、＋と−極片でスリット８を前後に跨ぎ、かつ２本の溶着チップ３の外側に突設された外観を呈していて発熱部５で前後が繋がっている。
【００２６】
なお、チップ本体２のスリット８と８ａは絶縁空間として機能すると共に、スリット８ａは冷却エアーの流出口も兼ねている。
【００２７】
チップ本体２を図３（ａ）〜（ｄ）を用いて更に説明すると、このチップ本体２は分割された２つの突出部４と、この突出部４の先端部において２つの突出部４が交わった部分に発熱部５が形成されている。そしてこの発熱部５の先端面には、凹形状の当接面６が形成されていて、スリット８ａはこの発熱部５の裏側まで到達している。
【００２８】
チップ本体２に対する給電部（電線７、７ａの取付部）の位置は、袖板２ｂにおいて左右の溶着チップ３の外側であって、かつその中間点２ｃを交点とする対角線上において平面視で対称位置にそれぞれ分離して形成され、かつベース面２ａからの高さは１０ｍｍで、それぞれ同一に設定されている。
【００２９】
本実施例において給電部のベース面２ａからの高さを１０ｍｍとしたが、この寸法に限定されることは無く、チップ本体２の高さ寸法及び電線７、７ａの取付方法によって適宜設定可能であるが、ベース面２ａからの高さは必ず同一とする。
【００３０】
給電部には電線７、７ａをロウ付けによって固定するため、ロウ付け固定には２〜５ｍｍ程度の幅が必要であるが、出来るだけスリット８に接近させ、かつスリット８からの距離が２カ所共で同じことが望ましい。
【００３１】
本実施例では、電線７、７ａの取付位置を図３（ｂ）においてスリット8から２ｍｍとしたが、１０ｍｍ程度までは許容される。
電線７，７ａの配置を図３（ｃ）平面視及び図３（ｄ）底面視で説明すると、２つの溶着チップ３の中間点２ｃを中心点として電線７と７ａが対角線で結ばれる点対象となる配置である。
【００３２】
上記構成の抵抗発熱体１は、図４に示すように、チップ本体２内に絶縁支持部材１０を挿入し、電線７を含むチップ本体２の外側は、カバー９で覆われ、そして、前記支持部材１０の中心には、後方からエアーパイプ１１が貫通して挿入された状態となって熱溶着装置１を構成している。
【００３３】
本実施例では電線７をロウ付けで固定したが、電線の固定方法はこれに限定するものではなく、圧着端子やタブへの溶接など多様な取付方法が選択できるのは言うまでもない。
【００３４】
次に、本実施例における電線７，７ａ取付位置の誤差と溶着チップ３の発熱バランスを検証する。
【００３５】
図１０（Ｂ）は前記電線７、７ａの配置を平面視したものである。
この時、電線７はチップ本体２を分割するスリット８を挟んで点対象に配置されるが、Ｙ方向の位置Ｌ１，Ｌ２には誤差が生じる場合がある。
【００３６】
図１２（Ａ）は電線７，７ａの取付位置Ｌ１、Ｌ２がスリット８から２ｍｍで揃っている場合の熱解析（ＣＡＥ）結果を示す。
【００３７】
図１２（ｂ）は電線７ａの取付位置Ｌ２が同様にスリット８から２ｍｍで、電線７の取付位置Ｌ１がスリットから３ｍｍ場合の発熱解析（ＣＡＥ）を示す。
【００３８】
解析結果によれば、Ｌ1の位置が図１２（Ａ）の２ｍｍ及び図１２（ｂ）の３ｍｍの場合において、どちらの場合も発熱部５の当接面６ａ、６ｂは２２５℃〜２２７℃であり、チップ先端の発熱温度に差が発生しないことが確認できた。
【００３９】
これは図１０（Ｂ）のように、電線７からの電流がチップ本体２を分岐して発熱部５を経由して電線７ａに流れる際、２つの発熱部５を通過する抵抗Ｒ１、Ｒ２の差はごくわずかであり、２つの発熱部５に流れる電流がほぼ同等となるため発熱温度に差が発生しないと考えられる。
【００４０】
前述のように、従来の電線７位置が１ｍｍずれた場合、図１１の熱解析では２つの溶着チップの温度差は約１０℃あったが、本発明によれば電線７の位置が１ｍｍずれた場合でも発熱部５の温度差が問題にならないため、２つの溶着ボスを同時にカシメ止めした場合に外観や強度のばらつきが発生しにくく品質が安定する。
【実施例２】
【００４１】
更に、大電流が必要な場合は、複数の電線を取り付けることも可能である。
【００４２】
図７は実施例１において、チップ本体２の袖板２ｂの電線７を取り付けない側に側板逃がし部２ｅを設けて短絡を防止し、スリット８に接近した位置に電線７を２本取り付けた構造である。
【００４３】
このようにすれば抵抗発熱体１の小型化を図りながら大電流を流して加熱時間の短縮を図ることが可能となり、加工時間の短縮につながる。
【００４４】
本実施例では側板逃がし部２ｅを設けて電線７を２本使用した例を示したが、側板逃がし部２ｅの加工は必須ではなく、チップ本体２へ取り付ける電線７の本数及び取付方法もこれに限定するものではない。
【実施例３】
【００４５】
実施例３を図５をもとに説明する。
【００４６】
図５は抵抗発熱体１のチップ本体２が平面視で正方形の斜視図である
【００４７】
抵抗発熱体１の構成は図１のチップ本体が矩形の発熱体と基本的に同様であるが、電圧印加用の電線取付部は２分割されたチップ本体２の袖板２ｂのスリット８から２ｍｍであって、２つの溶着チップ３の中間点２ｃを交点とする対角線上に平面視で点対対象位置に形成され、かつベース面からの高さは、それぞれ同一に設定されている
【００４８】
給電部の電線７、７ａ取付位置は、スリット８から５ｍｍ以内に接近させ、かつスリット８からの距離が２カ所共で同じことが望ましい。
【００４９】
電線７の取付位置に１ｍｍ程度の誤差が発生しても、電線７から流れる電流がチップ本体２を分岐して発熱部５を経由する電流がほぼ同じになるため、２つの溶着チップ３の発熱バランスが保たれるのは実施例１と同様である。
【実施例４】
【００５０】
実施例４を図６をもとに説明する。
【００５１】
図５は抵抗発熱体１のチップ本体２が平面視で円形または楕円形の斜視図である
【００５２】
抵抗発熱体１の構成は図１のチップ本体が矩形の発熱体と基本的に同様であるが、電圧印加用の電線取付部は２分割されたチップ本体２の袖板２ｂのスリット８から２ｍｍであって、２つの溶着チップ３の中間点２ｃ点を交点とする対角線上に平面視で点対対象位置に形成され、かつベース面からの高さは、それぞれ同一に設定されている
【００５３】
給電部の電線７、７ａ取付位置は、スリット８から５ｍｍ以内に接近させ、かつスリット８からの距離が２カ所共で同じことが望ましい。
【００５４】
電線７の取付位置に１ｍｍ程度の誤差が発生しても、電線７から流れる電流がチップ本体２を分岐して発熱部５を経由する電流がほぼ同じになるため、２つの溶着チップ３の発熱バランスが保たれるのは実施例１ないし実施例３と同様である。
【符号の説明】
【００５５】
１  抵抗発熱体
２  チップ本体
２ａ  ベース面
２ｂ  袖板
２ｃ  中間点
２ｅ  側板逃がし部
３  溶着チップ
４  突出部
５  発熱部
６ａ，６ｂ  当接面
７，７ａ  電線
８、８ａ  スリット
９  カバー
１０  絶縁支持部材
１１  エアーパイプ
１２  ロウ付け範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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