(57)【要約】      （修正有）【課題】周辺部品との接触や樹脂の付着による故障の影響を受けない熱カシメ用チップにおける温度測定用熱電対の取りつけ構造を提案する。【解決手段】熱可塑性樹脂成形品に一体成形された溶着ボスの熱カシメ装置において、前記熱カシメ用チップ１の先端発熱部５と給電部との間の通電部に、対向した２箇所の切り欠き溝８、８ａを形成してこの溝８、８ａ間を温度検出部８とし、前記温度検出部８に熱電対１０を取り付けてこの熱電対１０により検出された温度を先端発熱部５の温度とみなし、この検出値に基づいて先端発熱部５の温度を設定温度となるようにフィードバック制御する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂成形品に一体成形された溶着ボスの先端側を熱カシメ用チップを用いて前記溶着ボスの先端を軟化又は溶融することにより変形して被固定物を前記熱可塑性樹脂成形品にカシメ固定すると共に前記熱カシメ用チップの温度を熱電対にて検出し、この検出される温度が設定した温度になるように前記チップに印加する電圧をフィードバック制御する構成の熱カシメ装置において、前記熱カシメ用チップの先端面に形成した先端発熱部を残して対称位置に縦溝を形成することにより、熱カシメ用チップを＋と−の通電部に割り分けると共に前記熱カシメ用チップの本体部分の径を上段に大径部を形成し、下段に小径部を形成し、前記大径部には給電端子の＋と−極をそれぞれ接続して給電部となし、この給電部と前記先端発熱部の間であって、この先端発熱部から上方に離れた位置に前記縦溝と直交するように上段切り欠き部をそれぞれ形成すると共に前記縦溝の先端の位置にも前記上段切り欠き部と同じように下段切り欠き部をそれぞれ形成すると共に前記上段切り欠き部の前後の先端間の面積がそれぞれ前記先端発熱部の面積と同一面積となるように設定し、更に前記上段切り欠き部の前後の中間部に熱電対を取り付けてなること、を特徴とする熱可塑性樹脂成形品の熱カシメ装置。
【請求項２】
前記熱電対は、溶接またはロウ付けによって取り付けられていること、を特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂成形品の熱カシメ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、熱可塑性樹脂で成形された成形品に形成した溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔へ挿入し、この固定孔から突き出た溶着ボスの先端における変形部を加熱加圧して変形させることにより、前記固定孔より直径が大きい膨大部を形成して被固定物を前記成形品へ固定する際に用いられる熱可塑性樹脂成形品の熱カシメ装置（熱カシメ用チップ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂からなる成形品へ被固定物を取付ける場合、電気的な発熱体の加熱による熱カシメ固定方法が公知である。
この熱カシメ固定方法で重要なことは、適切な加熱温度を選ぶことで、例えば、加熱温度が高く成形品の樹脂材料における熱分解温度以上の熱を加えるとカシメ部分がもろくなり、カシメ強度が低下するという問題がある。また、逆に加熱温度が低いと十分に溶融されないため、カシメ部分の変形が所望する形状とはならず、十分なカシメ強度が得られない場合がある。したがって、熱カシメ用チップの先端発熱部の温度を最適に管理することは、熱カシメ固定方法の実施に際して重要なことである。
このようなことから、従来では、熱電対を用いて先端発熱部の温度を測定し、この測定値を用いて先端発熱部の温度管理を行っている。
【０００３】
この取付け方法の１例として、特開２００７−１２３６４７号公報には、次の内容が紹介されている。  それは、ヒーターチップの先端近傍に一端が外形に連通するスリットを有し、一対の線材で構成される熱電対先端の接合体の少なくとも一部が、前記スリット内に溶融状態で侵入し、その後固化させるヒーターチップの熱電対取付け方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２３６４７号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の方法の場合、熱カシメ用チップの先端に熱電対が取り付けられるため、溶着時に先端発熱部が周囲より落ち込んだ低い位置にある場合や、他の部品が密集している場合に熱電対のリード線が干渉して熱電対が破損するおそれがある。
【０００６】
また、熱カシメ用チップのカシメ部と熱電取り付け部が隣接しているため、カシメ部に樹脂などの汚れが付着して温度制御が不安定になったり、前記付着物の除去を行う際に、熱電対取り付け部を破損してしまうおそれがある。
本考案の目的は、熱可塑性樹脂成形品に形成されたボスの先端を熱カシメして被固定物を固定するためのカシメ装置において、熱電対による加熱温度の制御を確実に行い、加熱部のメンテナンスにおける熱電対の破損を防止し、安定した熱カシメを行うことができる熱カシメ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、熱可塑性樹脂成形品の熱カシメ装置においては、熱可塑性樹脂成形品に一体成形された溶着ボスの先端側を熱カシメ用チップを用いて前記溶着ボスの先端を軟化又は溶融することにより変形して被固定物を前記熱可塑性樹脂成形品にカシメ固定すると共に前記熱カシメ用チップの温度を熱電対にて検出し、この検出される温度が設定した温度になるように前記チップに印加する電圧をフィードバック制御する構成の熱カシメ装置において、前記熱カシメ用チップの先端面に形成した先端発熱部を残して対称位置に縦溝を形成することにより、熱カシメ用チップを＋と−の通電部に割り分けると共に前記熱カシメ用チップの本体部分の径を上段に大径部を形成し、下段に小径部を形成し、前記大径部には給電端子の＋と−極をそれぞれ接続して給電部となし、この給電部と前記先端発熱部の間であって、この先端発熱部から上方に離れた位置に前記縦溝と直交するように上段切り欠き部をそれぞれ形成すると共に前記縦溝の先端の位置にも前記上段切り欠き部と同じように下段切り欠き部をそれぞれ形成すると共に前記上段切り欠き部の前後の先端間の面積がそれぞれ前記先端発熱部の面積と同一面積となるように設定し、更に前記上段切り欠き部の前後の中間部に熱電対を取り付けてなること、を特徴とするものである。
【０００８】
更に請求項２に記載の考案においては、請求項１に記載の熱可塑性樹脂成形品の熱カシメ装置において、前記熱電対は、溶接またはロウ付けによって取り付けられていること、を特徴とするものである。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の効果は次の通りである。
１．熱電対は、溶着チップの先端発熱部と給電部の間の通電部であって、前後に対向して形成した２箇所の切り欠きの中間部を温度検出部となし、この温度検出部に熱電対を溶接またはロウ付けした。この結果、温度検出部は前記先端発熱部と同等の温度特性を示すことから、ここを前記先端発熱部の発熱温度として捉え、先端発熱部の温度の制御を行うことができる。
２．正確な温度を測定できることにより、適切な温度制御が可能になり、安定した熱カシメ固定作業を行うことができる。
３．熱電対の取り付け位置が溶着チップの先端発熱部から上方に逃れているため、被溶着部品を狭小部分に溶着する場合において、熱電対が非溶着物や周囲の部品と接触して破損したり、熱電対の配線が切断するおそれがなくなる。
４．溶着チップの先端発熱部に汚れが付着した場合、先端に熱電対が無いため容易にクリーニングが可能であり、また熱電対に汚れが付着せず、更に熱電対が破損するのを防止することができると共に、作業環境の悪い場所での使用にも耐えることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
熱カシメ用チップの温度制御をする場合、先端発熱部に直接熱電対を取り付けるのではなく、先端発熱部と同等の発熱特性を持つ先端発熱部から離れた位置に熱電対を取り付けて先端発熱部の温度検出を行う。これにより先端発熱部には熱電対を設置しないため、狭小部での熱溶着作業を行う際に熱電対の破損や断線が無くなり安定した熱カシメができる。
【００１１】
次に図１〜図１０に基づいて本考案の熱可塑性樹脂成形品の熱カシメ装置とその作用を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
先ず、熱カシメ装置に用いる熱カシメ用チップについて説明する。
図1は熱カシメ用チップの縦断説明図で、図２は斜視図、図３は熱カシメ用チップにおいて、その先端熱カシメ用チップの発熱部側から見た正面図、図４は正面図、図５は図４におけるＡ−Ａ´線断面図、図６は図３におけるＢ−Ｂ´線断面図、図７（Ａ）（Ｂ）は先端発熱部と温度検出部の発熱温度を解析した説明図、図８は先端発熱部と温度検出部の温度上昇曲線の説明図、図９は本発明に係る熱カシメ用チップを用いて行っている狭小溶着部での溶着作業説明図、図１０は従来構造の溶着チップによる狭小溶着部での溶着作業の説明図である。
【００１３】
前記各図において、熱カシメ用チップ１は、ステンレス材を用いて切削加工されていて、全体的には有底型の円筒形状である。熱カシメ用チップ１は上から下に向けて大径部２と小径部４の２段のブロックに分かれており、熱カシメ部５は前記小径部４の先端面に形成されていると共に、熱カシメ用チップ１には、その大径部２から小径部４の下端にかけて、熱カシメ用チップ１を縦（左右）に２分割するようにスリット６、６ａが形成されている。２分割された大径部２ａ，２ｂには電源となるリード線１３、１３ａが接続されていて、ここから熱カシメ用チップ１にパルス電流が印加されて先端発熱部５が発熱する。
【００１４】
小径部４の先端には、カップ状に加工された先端発熱部５が形成されていて、この先端発熱部５は、カシメ固定作業の際、溶着ボス１６の先端にこの先端発熱部５を被せるようにして押し当てて溶着ボス１６に熱を伝え、溶融変形させることによりカシメ用の膨大部を形成する（図９参照）。
先端発熱部５と隣接し、かつ前記スリット６、６ａの下端部から水平方向には、逆Ｔ字状となるように先端発熱部スリット９，９ａが形成されていて、この先端発熱部スリット９，９ａは、先端発熱部５の断面積とジュール熱によりその発熱量を決定し、更に、チップ本体内部に供給された冷却エアー（図示せず）の排気口として作用する。
【００１５】
前記小径部４において、前記スリット６、６ａから大径部２の方向にｈ離れた位置（図４）において、縦スリット６、６ａから水平方向に向けて検出部スリット７，７ａがそれぞれ形成され、この検出部スリット７又は７ａの一方の先端間の中央に温度検出部８が形成され、この温度検出部８には熱電対１０の金属線１１の先端が溶接またはロウ付け１２により取り付けられている。前記検出部スリット７，７ａにより形成された温度検出部８，８ａ間の断面積１８，１８ａ（図５参照）は、先端発熱部５の断面積１３（図６参照）と同等である。
断面積が同一である先端発熱部５と温度検出部８，８ａは、パルス電流の印加により発熱し、図７（Ａ）（Ｂ）に示すようにほぼ同じ温度に加熱される。このため、温度検出部８または８ａに取り付けた熱電対によって、先端発熱部５に熱電対を設置した場合と同様の温度検出が可能である。
【００１６】
図７（Ａ）（Ｂ）は発熱温度の解析により温度検出部８，８ａが先端発熱部５と同じ温度となるように温度検出スリット７，７ａの形状と幅の最適化を行った場合の温度解析の説明図であって、この解析結果から先端発熱部５と温度検出部８、８ａは略同一温度となっていることが解る。
【００１７】
図８は先端発熱部５と温度検出部８に熱電対１０を取り付け、パルス電流による加熱を行ったときの発熱温度の変化を示すグラフである。先端発熱部５と温度測定部８（８ａ）は加熱から約４秒で１７５℃まで発熱することが確認できた。
【００１８】
温度検出部８，８ａは小径部４の任意の位置ｈ（図４参照）に、先端発熱部５から離して設置可能である。このため、図９のように熱溶着ボス１６が狭小な凹部１４ａである場合や周囲に他の部品が近接して設置され、図１０に示すように熱電対１０および熱電対１０のリード線が周囲と干渉して破損するおそれがある場合（熱電対干渉範囲３）であっても、小径部４と熱溶着ボス１６が周囲と干渉しない最小のクリアランスとすることでリード線は干渉から免れて安定した熱カシメが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る熱カシメ用チップの断面図
【図２】熱カシメ用チップの斜視図
【図３】先端発熱部側から見た正面図
【図４】熱カシメ用チップの正面図
【図５】Ａ−Ａ‘  断面図
【図６】先端発熱部Ｂ−Ｂ‘  断面図
【図７】（Ａ）（Ｂ）発熱温度解析の説明図
【図８】発熱温度測定グラフの説明図
【図９】本考案による狭小部溶着作業例の説明図
【図１０】従来構造による狭小部溶着作業例の説明図
【符号の説明】
【００２０】
１  熱カシメ用チップ
３  熱電対干渉範囲
５  先端発熱部  
６、６ａ  スリット
７、７ａ  制御スリット
８、８ａ  温度検出部
９、９ａ  先端発熱部スリット
１０  熱電対
１４  被固定物
１５  熱可塑性樹脂成形品
１６  熱溶着ボス
【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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