(57)【要約】【課題】  熱容量の小さなものを加工するのに好適な小型で、外部電源を使用せずに電池を用いても適切に加熱温度管理が可能なヒートナイフを提供する。【解決手段】  ヒートナイフ１は、フィルムヒータ２を内設する刃３と、この刃３を保持する握り部４からなる。フィルムヒータ２は、刃先３ａの最高到達温度に合せて、抵抗が１Ω〜１０Ω、厚さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内で適宜選択する。握り部４は乾電池５を収納する円筒体６の表面にスイッチ７を設け、後部にコネクター部８を螺着する。握り部４内の電気回路はタイマー回路を介在してスイッチ７を押した後、所定時間だけヒーターに電流が流れるように設定されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部に接続する刃と、この刃を保持する握り部を備えるヒートナイフにおいて、前記刃は発熱部の一部を構成するフィルムヒータを内設しており、前記握り部はフィルムヒータに電気を供給する電気回路を備えることを特徴とするヒートナイフ。
【請求項２】
前記刃は、金属板内に厚さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、抵抗が１Ω〜１０Ωのフィルムヒータを挟持するものであって、前記電気回路は、発熱部の一部を構成する乾電池とスイッチ及びタイマー回路を介在することを特徴とする請求項１記載のヒートナイフ。
【請求項３】
前記発熱部は、刃先温度が５０℃〜１００℃となるような熱出力のフィルムヒータ及び乾電池を選択することを特徴とする請求項２記載のヒートナイフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発熱部に接続して加熱状態となる刃先を備え、発泡スチロールや樹脂製品あるいは氷やバター等の低温固結物を容易に切断整形するためのヒートナイフに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡スチロールなどを切断する時には、一般にワイヤー型の鋸が使われており、又細部を整形する際には、ヒートナイフと呼ばれるヒータ付きのナイフが用いられていた。
【０００３】
又バターナイフは固形状であるバターをパンなどに塗る時に使うナイフであるが、低温で固結したバターはパンが焼かれていてもなかなか液状とならない。このような場合にはナイフの刃先を温めるとバターがスムーズに塗れる。又ケーキをケーキナイフなどでカッティングする時は、生クリームやスポンジなどがケーキナイフの刃先に密着することによって潰れた形状になってしまう。そのため、ケーキをうまく切るためには、ケーキナイフの刃先をあぶることによって、生クリームなどとの密着が避けられ、形良く切断することができる。
【０００４】
従ってバターナイフやケーキナイフにあっても暖められた刃先を有する所謂ヒートナイフが要望されていた。このようなヒートナイフは先端のナイフ部を加熱するための機構を備えるもので従来技術としては、例えば以下の文献に記載されているものがある。
【特許文献１】特開２００２−１６６３９５号公報
【特許文献２】特開平１０-２０１５９７号公報
【０００５】
ここで特許文献１に記載されるヒートナイフは、主に電力ケーブルの接続部材であるゴム絶縁接続材を切断する際に用いられる切断治具であって、熱を発生させる機構（例えばNi−Cr合金線を巻回したものに電気を流して発熱体としたもの）と、発生した熱を刃に伝達する機構(鉄等の金属部材)と、熱を制御するための温度センサーを握り部に内設し、これらをコードで温度制御機構に接続し、更にこれらを外部電源につなげていた。この従来のヒートナイフでは、温度制御機構にあるスイッチをオンにして、温度設定ダイヤルを例えば８０℃に設定して使用していた。又特許文献２に記載されるヒートナイフは、所謂加熱手段を設けたバターナイフであって、へら部分にヒータ手段、柄部にスイッチと電池を備える構成であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されるような従来のヒートナイフは、外部電源を用いることから取扱が不便であり、又装置全体が大型となるため、特に熱容量の小さなものを加工する場合には適さなかった。一方特許文献２に記載されるバターナイフの場合、刃先温度としては一般に５０℃〜８０℃が適温と考えられるが、この文献にはへら部分に収納するヒータ手段、柄部に内設する電池の構成等に具体的な記述がなされていないため、実際どのような部材を用いて加熱し、かつ所定の温度に管理するのかが不明であった。
【０００７】
この発明は、従来のヒートナイフが有する上記の問題点を解消すべくなされたものであり、その目的は、熱容量の小さなものを加工するのに好適な小型のヒートナイフを提供することを目的としている。又外部電源を使用せずに電池を用いても適切に加熱温度管理が可能なヒートナイフを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のヒートナイフは、発熱部に接続する刃と、この刃を保持する握り部を備えるヒートナイフにおいて、前記刃は発熱部の一部を構成するフィルムヒータを内設しており、前記握り部はフィルムヒータに電気を供給する電気回路を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
刃の形状は切断する方向に鋭利な刃先を有するもので、用いる材質は靭性や熱伝導のよい金属、例えばステンレス鋼もしくはチタン合金、あるいは鉄や鉄合金、ニッケルやニッケル合金などを用いるのが望ましい。又ヒータによる温度上昇で刃先にたわみが生じないよう材質・形状を設定する。
【００１０】
フィルムヒータを刃に内設する手段としては、例えば１枚の板材に切れ目を入れてフィルムヒータを挿入し、その後切れ目をプラスチックやアクリル製の樹脂を使って完全に密封して挿入口をパッケージするか、あるいは２枚の金属板で挟持した後周囲を溶接するか、あるいは板材に凹部を設けてフィルムヒータを収納した後、他の板材で蓋をするなどの方法がある。このようにフィルムヒータを密封することよって水洗いにも対応可能とする。
【００１１】
フィルムヒータはニッケル合金などからなる発熱抵抗体をポリイミドシート等からなる絶縁材で挟み込んだ薄膜の面状ヒータで、任意の形状に加工することができる。リード線を握り部の電気回路に接続して電力供給を受け発熱する。
【００１２】
請求項２記載のヒートナイフの刃は、金属板内に厚さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、抵抗が１Ω〜１０Ωのフィルムヒータを挟持するものであって、前記電気回路は、発熱部の一部を構成する乾電池とスイッチ及びタイマー回路を介在することを特徴とするものである。
【００１３】
握り部は乾電池を収納する円筒体で表面にスイッチを設ける。乾電池の正極はリード線を介してヒータと電気的に接続されており、ヒータのもう一つの電極はスイッチに接続されている。乾電池の陰極は握り部に螺着するコネクター部に接続し、更にタイマー回路を介在してスイッチに接続している。
【００１４】
タイマー回路の存在によりスイッチを押した後、所定時間例えば約10秒間だけヒーターに電流が流れるようにする。電源となる乾電池は例えば１．５Ｖ〜９Vのものを用いる。
【００１５】
請求項３記載のヒートナイフの発熱部は、刃温度が５０℃〜１００℃となるような熱出力のフィルムヒータ及び乾電池を選択することを特徴とするものである。刃先の大きさや目的とする温度に合せて、ヒータの抵抗と電圧を選択し最高到達温度を調節する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のヒートナイフは、刃にフィルムヒータを内設するので、熱容量の小さなものを加工するのに好適な小型のヒートナイフを提供することができる。請求項２記載のヒートナイフは、握り部に乾電池とスイッチ及びタイマー回路を設けるので、スイッチを押した後、所定時間刃先を加熱することができる。このため外部電源を使用せずに電池を用いても適切な加熱温度管理が可能となる。
【００１７】
請求項３記載のヒートナイフは、刃温度が５０℃〜１００℃となるような熱出力のフィルムヒータ及び乾電池を選択するので、安全性が確保されバターナイフやケーキナイフとしても使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次にこの発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１はヒートナイフの全体構成図である。ヒートナイフ１は、フィルムヒータ２を内設する刃３と、この刃３を保持する握り部４からなる。刃３の形状は切断する方向に鋭利な刃先３ａを有するもので、例えば長さ１０５mm、幅１５mm、厚さ１．５ｍｍのステンレス製の板材に０．５ｍｍの切れ目を入れ、この隙間にフィルムヒータ２を挿入する。フィルムヒータ２としては、例えば厚さ０．３mmのポリミイドコーティングされている５．２Ωのシート状抵抗を挿入する。なおフィルムヒータ２は、刃先３ａの最高到達温度に合せて、抵抗が１Ω〜１０Ω、厚さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内で適宜選択するので、挿入するフィルムヒータ２の厚さに適合する切れ目を形成する。
【００１９】
フィルムヒータ２はリード線２ａ，２ｂを握り部４内に設ける電気回路に接続して電力供給を受け発熱する。握り部４は乾電池５を収納する円筒体６の表面にスイッチ７を設け、後部にコネクター部８を螺着する。スイッチ７は水がかかっても問題がないように耐水性とし、コネクター部８には図示しないＯ−ringを設置して水などが入らないようにする。乾電池５の正極はリード線２ａを介してフィルムヒータ２と電気的に接続されており、ヒータ２のもう一つリード線２ｂはスイッチ７に接続されている。
【００２０】
この電気回路はタイマー回路を介在してスイッチ７を押した後、所定時間例えば約１０秒間だけヒーターに電流が流れるように設定されている。ここで電気回路の詳細を図２乃至図４に基づき説明する。図２はヒートナイフ用回路ブロック線図、図３はヒートナイフ用回路図、図４は回路のタイミング図である。
【００２１】
電気回路は、乾電池５、スイッチ７、タイマー回路を構成するマルチバイブレータ用IC９、マグネットリレー１０よりなる。マルチバイブレータ用ICにはDC電圧で駆動するもの（例えばNE555相当）、マグネットリレーには最大３Ａ程度の電流が流れても問題ないものを選択する。
【００２２】
具体的な回路としての一例を図３に示す。スイッチ７を閉じることによって、マルチバイブレータ用IC９に信号が入力され、一定時間だけ１kΩを介して、マグネットリレー１０に約１０mＡの駆動電流が流れる。マグネットリレー１０が動作することによって、電池５とヒーター２を囲む回路が閉じヒーター２に一定時間だけ電流が流れる。設定する時間に合せ図３中の未知抵抗Rと未知コンデンサCを変化させる。
【００２３】
図４のタイミング図において、ある時間でスイッチがONとなったとき、マグネットリレーに電流が流れる時間は１．１RCである。このため、例えば１０秒間電流が流れて欲しい場合は、例えば図３においてR=１MΩ，C=１０μFを選択すると、約１１秒となる。Cは１００pF〜１０μF程度が現実的であり、Rは１０MΩ以下が現実的であるので、C=１〜１０μF，R=１〜１０MΩの間で要望を満たすものを選択する。
【００２４】
ここで民生応用を考えた時に、刃先３ａが１００℃以上になると非常に危険であり、使用範囲も限られてくる。例えばバターナイフならびにケーキナイフの刃先３ａの温度としての適温は５０〜８０℃であり、６０℃程度が一つの目安となる。ヒータの熱出力が約３０Ｗ以上であれば、室温が２５℃の時には１０秒以内に刃先の温度は６０℃を越える。熱出力が３０Ｗ、加熱時間１０秒、３．６Ωのフィルムヒータ２を用いた場合、９Ｖ型のアルカリ、マンガン、ニッケルなどの乾電池が適している。
【００２５】
９Ｖ型乾電池の電気容量は約１０kJであり、３０Ｗで１０秒の駆動であると、一個の電池で約３３回の使用が可能である。現在、様々な用途に合せた乾電池が市販されており、握り部４の大きさを考えて、最適な乾電池を選ぶことによって寿命を延ばす方法もある。
【００２６】
現在一般的に使用されているケーキナイフの刃先の大きさは、長さ１５０mm、幅２０mm、厚さ２mm程度である。試験用ヒートナイフと比較して、熱容量は２．５倍程度あるが、実際に温度の上がる必要のあるのは、ケーキとナイフが接するは先の部分であるのでシート状抵抗の位置をずらすことによって熱出力を大きく変えることなく使用できる。
【００２７】
又バターナイフについても全く同様の考え方で、ナイフの大きさを若干小さめにして、形状をより使いやすい形にすればよい。プラスチックや発泡スチロールなどの加工については、使用状態に合せて、挿入するシート状抵抗の抵抗値を変えたり、スイッチによって連続的に電流が流れるような回路にすることによって、目的に合せた温度設定を行なうことができる。
【００２８】
又刃先部分に熱電対なども同時に導入し、温度モニターをしつつ、一定の温度が出るような回路を組むこともでき、又熱が出ていることを確認するためにLEDを付けるなどの追加回路も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
このヒートナイフは、乾電池と称してきた一次電池だけでなく、充電の問題が解決されれば二次電池の使用なども適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ヒートナイフの全体構成図である。
【図２】ヒートナイフ用回路ブロック線図である。
【図３】ヒートナイフ用回路図である。
【図４】ヒートナイフ用回路のタイミング図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ヒートナイフ
２  フィルムヒータ
３  刃
４  握り部
５  乾電池
６  円筒体
７  スイッチ
８  コネクター部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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