(57)【要約】【課題】  通常の熱溶着に比べて高い補修強度を得ることのできる後加工式繊維埋め込み方法を提供すること。【解決手段】  布状の繊維素材８をワーク７上の断裂箇所９に載置し、加熱状態にあるコテ先２（押圧部材）でワーク７の表面を溶融させながら布状の繊維素材８をワーク７に埋め込む。断裂箇所９が再溶着され、更に、この断裂箇所９に繊維素材８が埋め込まれることになるので、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなるワークの上に前記熱可塑性樹脂よりも耐熱温度の高い布状の繊維素材を載置した後、加熱状態にある押圧部材によって前記繊維素材を表面側から前記ワークに向けて押圧し、前記ワークの表面を前記押圧部材の熱で溶融させながら前記繊維素材をワークに押し込むことで前記ワーク内に繊維素材を埋め込むことを特徴とした後加工式繊維埋め込み方法。
【請求項２】
前記繊維素材をワーク上の断裂箇所に載置することを特徴とした請求項１記載の後加工式繊維埋め込み方法。
【請求項３】
前記ワーク内に繊維素材を埋め込んだ後、加熱状態にある押圧部材によって前記繊維素材を埋め込んだワークの表面を再溶融させて平坦に均すことを特徴とした請求項１または請求項２記載の後加工式繊維埋め込み方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の後加工式繊維埋め込み方法を適用して熱可塑性樹脂からなるワークに繊維素材を埋め込む際に利用される後加工式繊維埋め込み装置であって、
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材と、該押圧部材を加熱するヒータとを備え、前記押圧部材に前記ヒータが内嵌されていることを特徴とする後加工式繊維埋め込み装置。
【請求項５】
前記押圧部材の少なくとも先端部が熱伝導性の高い金属で形成され、前記押圧部材の他部が比熱比の高い金属で形成されていることを特徴とする請求項４記載の後加工式繊維埋め込み装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の後加工式繊維埋め込み方法を適用して熱可塑性樹脂からなるワークに繊維素材を埋め込む際に利用される後加工式繊維埋め込み装置であって、
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる複数の突起を設けた押圧面を有する押圧部材と、該押圧部材を加熱するヒータとを備えたことを特徴とする後加工式繊維埋め込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂からなるワークに対する後加工によってワークの補強や補修を可能とした後加工式繊維埋め込み方法と、この後加工式繊維埋め込み方法に適した後加工式繊維埋め込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維素材を利用してワークの補強を行う加工技術としては、ガラス繊維やカーボン繊維等にエポキシ樹脂等を含浸させて硬化させるＦＲＰや、積層した布等にフェノール樹脂を含浸させて硬化させたマイカルタ等が既に公知である。
【０００３】
しかし、これらの技術はワークの製造過程で適用されるのみであり、既に製品として完成したワークに対しての補強や補修作業に転用することはできない。
【０００４】
また、熱可塑性樹脂からなるワークの補修に利用できる技術としては、特許文献１に開示されるように、電気ゴテで熱可塑性樹脂からなるワークの断裂部を溶融して再溶着することでワーク上の断裂を補修し、肉痩せの生じたワーク上の部分に必要に応じてワークと同種の熱可塑性樹脂を充填し溶融および再溶着して表面を均すようにした車体補修方法が開示されている。
【０００５】
そして、この種の車体補修方法で利用できる装置としては、ヘラ型やナイフ型等のコテ先で断裂部のワークを溶融して練り合わせる電気ゴテ、および、断裂部の再溶着の後で最終的にワークの表面を均すためのアイロン型の電気ゴテが非特許文献１において既に提案されている。
【０００６】
しかしながら、これらの従来技術では、再溶着される部分の断面積がワークの厚みと同等であり、しかも、この部分が複数回に亘って溶融および再溶着されることから、異物の混入および加熱や冷却の繰り返しによる樹脂の劣化等の問題があり、バージンペレットから成形されたワークに比べて再生ペレットから成形されたワークの方が機械的強度が劣ることからも明らかなように、補強や補修作業を行っても当初の強度に匹敵する強度を得られにくい欠点がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−６７８９５号公報
【非特許文献１】「モト・メンテナンス  ５１号」，株式会社ネコ・パブリッシング，２００４年２月１日発行，ｐ３２−３５，ｐ４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の欠点を改善し、通常の熱溶着に比べて高い補強強度あるいは補修強度を得ることのできる後加工式繊維埋め込み方法と此の後加工式繊維埋め込み方法を短時間で容易に実施し得る後加工式繊維埋め込み装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の後加工式繊維埋め込み方法は、前記課題を達成するため、熱可塑性樹脂からなるワークの上に前記熱可塑性樹脂よりも耐熱温度の高い布状の繊維素材を載置した後、加熱状態にある押圧部材によって前記繊維素材を表面側から前記ワークに向けて押圧し、前記ワークの表面を前記押圧部材の熱で溶融させながら前記繊維素材をワークに押し込むことで前記ワーク内に繊維素材を埋め込むことを特徴とした構成を有する。
【００１０】
加熱状態にある押圧部材でワークの表面を溶融させながら繊維素材をワークに埋め込むようにしているので、既に製品として完成した熱可塑性樹脂からなるワークに対して後加工による補強や補修を施すことができる。
しかも、繊維素材としては熱可塑性樹脂からなるワークよりも耐熱温度の高い繊維素材を選択的に使用しているので、繊維素材の過温によって繊維素材本来の機械的，化学的特性が損なわれることはなく、ワークの補強や補修に適する。
【００１１】
更に、繊維素材をワーク上の断裂箇所に載置して前記と同様にして繊維素材の埋め込み作業を行うようにしてもよい。
【００１２】
ワーク上の断裂箇所が溶融して再溶着され、しかも、この溶着箇所に繊維素材が埋め込まれることになるので、特に、断裂したワークの補修作業等に好適である。
断裂箇所の再溶着に加えて繊維素材の埋め込みが並行して行われるので、溶融および再溶着に伴う樹脂の多少の劣化を考慮しても、繊維素材を適切に選択することにより、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能である。
【００１３】
ワーク内に繊維素材を埋め込んだ後、加熱状態にある押圧部材によって前記繊維素材埋め込んだワークの表面を再溶融させて平坦に均すようにすることも可能である。
【００１４】
サンディング等の後工程の所要時間を短縮することができるので、全体としての作業時間を短縮することが可能となる。
【００１５】
本発明の後加工式繊維埋め込み装置は、専ら前述の後加工式繊維埋め込み方法を適用して熱可塑性樹脂からなるワークに繊維素材を埋め込む際に利用されるもので、
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材と、この押圧部材を加熱するヒータとを備え、前記押圧部材に前記ヒータが内嵌されていることを特徴とする構成を有する。
【００１６】
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材にヒータを内蔵することにより、従来型の電気ゴテつまりコテ先から軸方向に離間した位置にヒータを設置した電気ゴテに比べて熱効率が改善される。この結果、押圧部材を短時間で加熱することが可能となり、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
【００１７】
また、押圧部材の少なくとも先端部が熱伝導性の高い金属で形成され、押圧部材の他部が比熱比の高い金属で形成されていることが望ましい。
【００１８】
押圧部材の先端部を熱伝導性の高い金属で形成することにより押圧部材に内蔵されたヒータの発熱を短時間で押圧部材の先端部に伝達することが可能となる。また、押圧部材の他部を比熱比の高い金属で形成することで、余剰の発熱を押圧部材に蓄積することが可能となる。
従って、押圧部材の先端を短時間で加熱することができ、また、押圧部材の先端とワークとの当接による押圧部材の急激な温度低下も防止されるようになり、初期の昇温や再昇温に必要とされる所要時間が短縮されて布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができるようになる。
【００１９】
布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うための後加工式繊維埋め込み装置を得るためには、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる複数の突起を設けた押圧面を有する押圧部材と、該押圧部材を加熱するヒータとを備えた構成を適用してもよい。
【００２０】
押圧部材の押圧面に設けられた複数の突起を利用して布状の繊維素材を面単位でワークに押し込むことができるので、ヘラ型やナイフ型等の押圧部材を利用して線分単位で布状の繊維素材をワークに押し込む場合と比べ、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
しかも、埋め込み作業に際しては、ワークの表面で溶融した熱可塑性樹脂が押圧部材の押圧面とワークの深層の非溶融部との間で押圧され、この圧力により、溶融状態にある熱可塑性樹脂が布状の繊維素材の織り目の間隙を縫うようにして布状の繊維素材の表側、より具体的には、押圧部材における押圧面の突起間に形成される間隙部分に滲出することになるので、ワークの表面に布状の繊維素材を確実に埋め込むことが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の後加工式繊維埋め込み方法は、加熱状態にある押圧部材でワークの表面を溶融させながら布状の繊維素材をワークに埋め込むようにしているので、既に製品として完成した熱可塑性樹脂からなるワークに対して後加工による補強や補修を施すことができる。
しかも、繊維素材としては熱可塑性樹脂からなるワークよりも耐熱温度の高い繊維素材を選択的に使用しているので、繊維素材の過温によって繊維素材本来の機械的，化学的特性が損なわれることはなく、ワークの補強や補修に適する。
【００２２】
更に、布状の繊維素材をワーク上の断裂箇所に載置して繊維素材の埋め込み作業を行うようにすることで、ワーク上の断裂箇所が溶融して再溶着され、しかも、この溶着箇所すなわち断裂箇所に繊維素材が埋め込まれることになるので、溶融および再溶着に伴う樹脂の多少の劣化を考慮しても、繊維素材を適切に選択することにより、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能となる。
【００２３】
また、ワーク内に繊維素材を埋め込んだ後、加熱状態にある押圧部材によって繊維素材埋め込んだワークの表面を再溶融させて平坦に均すようにしているので、サンディング等の後工程の所要時間を短縮することができ、全体としての作業時間の短縮が可能である。
【００２４】
本発明の後加工式繊維埋め込み装置は、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材にヒータを内蔵したので、押圧部材を短時間で加熱することができ、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
【００２５】
更に、押圧部材の先端部を熱伝導性の高い金属で形成し押圧部材の他部を比熱比の高い金属で形成することによって、押圧部材の先端の初期の昇温に必要とされる所要時間と再昇温に必要とされる所要時間とを共に短縮したので、布状の繊維素材の埋め込み作業を更に短時間で行うことができる。
【００２６】
また、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる複数の突起を設けた押圧面を有する押圧部材を備えた後加工式繊維埋め込み装置においては、押圧部材の押圧面に設けられた複数の突起を利用して布状の繊維素材を面単位でワークに押し込むことができるので、ヘラ型やナイフ型等の押圧部材を利用して局限された線分単位で布状の繊維素材をワークに押し込む場合と比べ、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
しかも、埋め込み作業に際しては、ワークの表面で溶融した熱可塑性樹脂が押圧部材の押圧面とワークの深層の非溶融部との間で押圧され、この圧力により、溶融状態にある熱可塑性樹脂が布状の繊維素材の織り目の間隙を縫うようにして布状の繊維素材の表側に滲出することになるので、ワークの表面に布状の繊維素材を確実に埋め込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施形態の幾つかについて図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明を適用した一実施形態の後加工式繊維埋め込み方法において後加工式繊維埋め込み装置として使用することが可能な電気ゴテの一例について簡略化して示した斜視図である。
【００２９】
この電気ゴテ１は、背景技術の項で非特許文献１として取り上げた従来技術と同等のもので、ヘラ型のコテ先２を有する電気ゴテである。電気ゴテ１は、先端の一面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先２と、該コテ先２を内嵌して加熱するヒータ３、および、ヒータ３を保持するグリップ部４と、ＯＮ／ＯＦＦ制御のための電源スイッチ５、ならびに、屋内配線等のコンセントに接続するための電源コード６によって構成される。
【００３０】
先端の一面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先２に代えて、図２（ａ）に示されるようなナイフ型のコテ先１０、あるいは、図２（ｂ）に示されるように断面を均一としたヘラ型のコテ先１１、もしくは、図２（ｃ）に示されるように先端の四面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先１２のようなものを利用することも可能である。
【００３１】
これらのコテ先２，１０，１１，１２は本実施形態の後加工式繊維埋め込み方法における押圧部材として機能するものであるが、コテ先２，１０，１１，１２の形状自体に関しては、何れも前述の非特許文献１等で既に公知である。
【００３２】
次に、布状の繊維素材をワークに埋め込むことによって断裂を生じた熱可塑性樹脂製のワーク、例えば、自動二輪車のカウリング，車両のパンパー，ポリコンテナ等の熱可塑性樹脂からなるワークの補修を行う場合を例にとって本実施形態の後加工式繊維埋め込み方法について具体的に説明する。
【００３３】
この際、埋め込みに用いる繊維素材は、加熱によって機械的，化学的特性が損なわれることがないよう、ワークを形成する熱可塑性樹脂の熱変形温度よりも耐熱温度の高いものを選択するようにする。但し、ここでいう熱変形温度とは布状の繊維素材の埋め込みが可能となる程度に熱可塑性樹脂が軟化する温度であり、必ずしも熱可塑性樹脂それ自体の融点を意味するものではない。
【００３４】
一般に、ワークを形成する熱可塑性樹脂のうちＡＢＳ樹脂の熱変形温度は９３℃〜１０３℃，ポリプロピレンの熱変形温度は５７℃〜６３℃，ポリポリカーボネートの熱変形温度は１３０℃〜１３８℃，ナイロンの熱変形温度は６７℃〜７０℃，ポリエチレンの熱変形温度は４３℃前後であり、埋め込みの対象とする繊維素材のうちポリエステル繊維の融点（耐熱温度）は２５５℃〜２６０℃，ナイロン繊維の融点（耐熱温度）は２１５℃〜２２０℃，アラミド繊維の炭化温度（耐熱温度の上限）は５３７℃前後（以上、合成繊維），綿の分解温度（耐熱温度）は２３５℃前後，麻の分解温度（耐熱温度）は２３５℃前後（以上、天然繊維）となっているから、これらのワークと繊維素材との組み合わせは全て可能である。他の繊維素材としては、例えば、ガラス，ケブラー，カーボン等が好適である。
【００３５】
また、布状の繊維素材の織り方としては、縦横あるいは斜めからの引っ張り力が作用した際に不用意な歪みや糸抜け等が生じ難いものがよく、薄葉不織，平織，多重織，亀甲織，天竺織のものが考えられるが、なかでも、縦糸と横糸が相互に固定されるラッセル織が歪みや糸抜け等が生じ難い点で好適である。また、布を形成する縦横の糸に関しては、ワークとの親和性や再溶着時の結合力の観点から、天蚕糸（釣り糸）のような単繊維状のものより、繊維を縒り合わせた糸つまり表面に凹凸のある糸を利用することが望ましい。
【００３６】
布状の繊維素材をワークに埋め込むことによって断裂を生じた熱可塑性樹脂製のワークの補修を行う場合には、まず、ワーク７の断裂状況に合わせてワーク７の熱変形温度よりも高い耐熱温度を有する布状の繊維素材８を適当な大きさに裁断しておく。そして、図３（ａ）に示されるようにしてワーク７の断裂部分７ａ，７ｂを突き合わせた後、裏面側から粘着テープ等で両者を仮り止めした状態で、図３（ｂ）に示されるように、ワーク７の断裂箇所９を跨ぐようにしてワーク７上に繊維素材８を載置する。
【００３７】
次いで、電気ゴテ１の電源スイッチ５を操作してヒータ３に電源を投入し、押圧部材として機能するコテ先２を加熱状態とする。コテ先２の加熱温度としては、ワーク７を形成する熱可塑性樹脂の熱変形温度と布状の繊維素材８の耐熱温度との間の中間的な値を採用するとよい。
【００３８】
熱電対やサーモスタット等を利用したヒータ３の温度制御に関しては既に公知である。
【００３９】
この際、電気ゴテ１のコテ先としては、図１に示されるコテ先２の他、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されるようなコテ先１０，１１，１２を利用することが可能である。
【００４０】
また、前述した粘着テープ等による仮り止めに代え、あるいは、粘着テープ等による仮り止めに加えて、ワーク７の断裂部分７ａ，７ｂの突き合せ部分の２箇所以上をコテ先２でスポット的に溶融および再溶着して仮り止めとしてもよい。
【００４１】
そして、コテ先２が十分に加熱されたならば、図３（ｃ）に示されるように、押圧部材として機能するコテ先２の先端がワーク７の断裂箇所９を跨ぐ位置にコテ先２を位置決めし、コテ先２の先端を布状の繊維素材８の表面側からワーク７に向けて押圧し、断裂箇所９の周辺のワーク７の表面をコテ先２の熱で溶融させながら布状の繊維素材８をワーク７に押し込むことにより、ワーク７の内部に布状の繊維素材８を埋め込んでいく。この埋め込み作業により、ワーク７の断裂部分７ａ，７ｂの当接部の溶融および再溶着も並行して行われることになる。
【００４２】
コテ先２の一回の押圧操作で実際に埋め込みが可能なのは、コテ先２の先端部の幅と厚みで局限される僅かな面積部分つまり実質的には線分単位のものであるので、布状の繊維素材８の全体を埋め込むためには、図３（ｃ）に示されるように、コテ先２の先端位置を徐々に移動させながら前記と同様の押圧操作を繰り返し実行する必要がある。
【００４３】
この繰り返し作業に際しては、まず、断裂箇所９に沿ってコテ先２の押し付け操作行うことで断裂箇所９を挟むワーク７の断裂部分７ａ，７ｂの突き合わせ部分を確実に溶融および再溶着させ、その後、断裂箇所９の位置から徐々に外側に向かって押圧操作を繰り返すようにすることが望ましい。
【００４４】
最終的に、布状の繊維素材８の全体が埋め込まれた時点で、埋め込みに関わる一連の作業が終了する。
布状の繊維素材８の埋め込みが完了して断裂箇所９の部分が再溶着された状態を図３（ｄ）に示す。
【００４５】
このように、断裂箇所９の溶融および再溶着に加えて布状の繊維素材８の埋め込みが並行して行われるので、溶融および再溶着に伴う樹脂の多少の劣化を考慮しても、繊維素材８の材質（機械的強度）を適切に選択することにより、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能である。
【００４６】
この後、加熱状態にある押圧部材として機能するコテ先２をヘラあるいはパレットナイフのようにして使用し、図３（ｄ）に示されるようにワーク７の表面を再び溶融させて再凝固させることで、布状の繊維素材８を埋め込んだ部分のワーク７の表面を平坦な状態に均す。
【００４７】
これにより、サンディング等の後工程の所要時間を短縮することができるので、補強や補修作業に関わる全体としての作業時間を短縮することが可能となる。
【００４８】
断裂箇所９の周辺の断裂部分７ａ，７ｂの一部が欠損しているような場合においては、断裂箇所９の周辺において肉痩せが生じることもあるが、このような問題に対しては、従来と同様、ワーク７と同種の熱可塑性樹脂を肉痩せした箇所に充填し、コテ先２で溶融および再溶着してワーク７に盛り付けることで簡単に対処できる。
【００４９】
ワーク７が純粋な機能部品である場合、その外観は特に問われないので、必要に応じてワーク７の表裏に対して同様の処理を行い、ワーク７の表裏に布状の繊維素材８を埋め込むことで、補修後の強度が更に向上する。
【００５０】
また、ワーク７が外装品である場合においては布状の繊維素材８の埋め込みはワーク７の裏面側から行うことが望ましい。ワーク７の厚みが厚い場合には裏面側からの操作だけで断裂箇所９を完全に再溶着できず、ワーク７の表面側に多少の裂け目が残る可能性があるが、その場合は、パテ盛りやサンディング等の通常の成形作業でワーク７の表面側の見映えをよくすることが可能である。この際、前述した肉痩せに対処する場合と同様、熱可塑性樹脂の充填と再溶着の技術を適用してもよい。
【００５１】
ワーク７に断裂等の異常が生じてから布状の繊維素材８の埋め込み作業を行えば補修作業となり、また、ワーク７に異常が生じる以前に予め此の埋め込み作業を行った場合には補強作業ということになるが、実質的な処理手順に関しては何れの場合も同様である。
【００５２】
ここで、押圧部材として機能するコテ先の他の構成例について幾つかの具体例を挙げて説明する。
【００５３】
図４（ａ）に示されるコテ先１３は、断面を均一な矩形としたヘラ型のコテ先である点において図２（ｂ）のコテ先１１と同様であるが、その中央部に屈曲部１３ａを設けることでコテ先１３の先端部１３ｂを基部１３ｃに対してオフセットした点、および、先端部１３ｂを基部１３ｃに対して僅かに傾斜させた点で、図２（ｂ）のコテ先１１とは構成が相違する。
【００５４】
このコテ先１３を使用してワーク７に布状の繊維素材８を埋め込む場合のコテ先１３の操作方法を図４（ｂ）に示す。
【００５５】
このように、コテ先１３の先端部１３ｂを基部１３ｃに対してオフセットして傾斜させることにより、図４（ｂ）に示されるように、先端部１３ｂの側面でワーク７の表面をプレヒートしながら其の最先端部で布状の繊維素材８の埋め込み作業を行うことができるようになる。
【００５６】
これにより、コテ先１３を布状の繊維素材８に当接させてからワーク７の表面が溶融するまでの所要時間を短縮することができ、布状の繊維素材８の埋め込みに必要とされる作業時間を短縮することが可能となる。
【００５７】
また、図５（ａ）に示されるコテ先１４は断面を均一な矩形としたヘラ型のコテ先であり、その先端部の片面には、スキーの先端のようにして反り返る鋭利な突起部１４ａが形成されている。
【００５８】
このコテ先１４はテープ状に裁断された布状の繊維素材１５をワーク７に埋め込む際に利用されるものである。その使用に際しては、図５（ｂ）に示されるようにして、テープ状に裁断された布状の繊維素材１５の先端を突起部１４ａに引っ掛けた後、まず、テープ状に裁断された布状の繊維素材１５の先端をワーク７に埋め込んで仮り止めとし、その後、コテ先１４を徐々に手前に移動させながらコテ先１４の先端で布状の繊維素材１５の各部の押圧操作を繰り返すことにより、テープ状に裁断された布状の繊維素材１５を其の先端側から他端側に向けて徐々にワーク７の表面に埋め込むようにする。
【００５９】
従って、テープ状に裁断された布状の繊維素材１５を正確に位置決めしてワーク７に埋め込むことが可能である。また、テープ状に裁断された布状の繊維素材１５を手で支えてワーク７上に位置決めする必要がないことから、狭所での埋め込み作業にも適する。
【００６０】
図６（ａ）は後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の一例について主要部を簡略化して示した図である。
【００６１】
この後加工式繊維埋め込み装置１６は、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させるための押圧部材１８と、この押圧部材１８を加熱するためのヒータ例えば棒状のセラミックヒータ１７を備えたものであり、押圧部材１８にセラミックヒータ１７が内嵌されている点が、従来型の電気ゴテつまり従来技術の構造を其のまま転用した後加工式繊維埋め込み装置とは全く相違する。
【００６２】
このようにして押圧部材１８の中にセラミックヒータ１７を内嵌することにより、図１に示されるような従来型の電気ゴテ１、つまり、コテ先２から軸方向に離間した位置にヒータ３を設置した電気ゴテ１に比べて熱効率を改善することが可能となり、この結果として、押圧部材１８の昇温や加熱に要する時間の短縮化、即ち、ワーク７に対する布状の繊維素材８の埋め込み作業の所要時間の短縮化が実現される。
【００６３】
セラミックヒータ１７に外嵌される押圧部材１８の構造としては、例えば、図６（ｂ）に示されるように、布状の繊維素材８をワーク７に対して押し込む際に実際の作用部分として機能する先端部１８ａを含む幅方向の中央部分を銅等の熱伝導性の高い金属で形成し、残りの部分１８ｂをステンレス鋼等を始めとする比熱比の高い金属で形成することが望ましい。
【００６４】
図６（ｂ）では押圧部材１８の先端部と幅方向の中央部を含めて熱伝導性の高い金属で形成したものについて示しているが、図６（ｃ）に示されるように、押圧部材１８の先端部１８ａのみを熱伝導性の高い金属で形成し、此れを除く他の全ての部分を比熱比の高い金属で形成しても構わない。
【００６５】
図６（ｂ）あるいは図６（ｃ）に示されるような構成を適用することにより、押圧部材１８に内蔵されたセラミックヒータ１７の発熱を短時間で押圧部材１８の先端部１８ａに伝達することが可能となり、同時に、セラミックヒータ１７からの余剰の発熱による熱エネルギーを他部１８ｂに蓄積することが可能となる。よって、押圧部材１８の先端部１８ａを短時間で加熱することができ、また、押圧部材１８の先端部１８ａとワーク７との当接によって先端部１８ａの熱がワーク７に伝達された際に生じる押圧部材１８の急激な温度低下を防止することができる。つまり、先端部１８ａの初期の昇温に要する時間が短縮され、同時に、押圧部材１８の急激な温度低下もなくなって先端部１８ａの再昇温といった工程も実質的に不要となり、布状の繊維素材８の埋め込み作業を短時間で行うことが可能となる。
【００６６】
押圧部材１８はセラミックヒータ１７に外嵌して取り付けるシース状の構造であるから、例えば、図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）に示されるような形状を有する様々な押圧部材１８を予め幾つか準備しておき、これらを適宜に差し替えてセラミックヒータ１７に取り付けるといったことも可能である。
【００６７】
また、図７（ａ）は後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の他の一例について簡略化して示した図である。
【００６８】
この後加工式繊維埋め込み装置１９は、布状の繊維素材８を押圧して面単位でワーク７に突入させるためのもので、図１に示されるような従来型の電気ゴテ１や図６（ａ）に示されるような専用の後加工式繊維埋め込み装置１６、つまり、コテ先２，１０，１１，１２や押圧部材１８の先端で形成される線分単位の長さで布状の繊維素材８の埋め込み作業を行うものとは基本的な構造が相違する。
【００６９】
後加工式繊維埋め込み装置１９は、布状の繊維素材８を押圧してワーク７に突入させるための複数の突起２７を設けた押圧面２０を有する押圧部材２１と、押圧部材２１を加熱する棒ヒータ２２、および、押圧部材２１を保持するグリップ部２３、ならびに、グリップ部２３に設けられた電源スイッチ２４と、屋内配線等のコンセントに接続するための電源コード２５によって構成される。
【００７０】
棒ヒータ２２は２本のものが押圧部材２１の内部に並列して埋設されており、棒ヒータ２２の近傍に設けられたサーモスタット２６によって棒ヒータ２２の温度、つまり、最終的には押圧面２０の温度が予め設定された温度に保持されるようになっている。
【００７１】
あるいは、押圧部材２１，棒ヒータ２２，グリップ部２３等の構造を其のまま踏襲し、これとは別に温度コントローラ２８を設け、温度コントローラ２８に設けられた温度設定スイッチ２９の操作で棒ヒータ２２つまり押圧面２０の昇温目標値を任意に設定するようにしてもよい。その場合は、サーモスタット２６に代わる熱電対等の温度検出手段を棒ヒータ２２の直近に設け、温度コントローラ２８に設定された昇温目標値と熱電対等の温度検出手段で検出された棒ヒータ２２の現在温度との偏差に基づいて、此の温度偏差を解消するように温度コントローラ２８から棒ヒータ２２に供給する電力を調整する。目標温度を達成するために必要とされるＰＩ制御等については公知である。
【００７２】
アイロン型の押圧面２０に設ける突起２７としては、図７（ｂ）に示されるような単純な波型状の突起２７ａ、図７（ｃ）に示されるように平坦な面を有する突条からなる突起２７ｂ、図７（ｄ）に示されるような三角錐状の突起２７ｃ、図７（ｅ）に示されるような四角錐状の突起２７ｄ、図７（ｅ）に示されるような断面矩形状の柱状突起２７ｅ等を利用することができる。
【００７３】
この後加工式繊維埋め込み装置１９を利用して布状の繊維素材８をワーク７に埋め込む場合にも、前記と同様、まず、ワーク７の断裂状況に合わせてワーク７の熱変形温度よりも高い耐熱温度を有する布状の繊維素材８を適当な大きさに裁断し、図３（ａ）に示されるようにワーク７の断裂部分７ａ，７ｂを突き合わせ、裏面側から粘着テープ等で両者を仮り止めした状態で、図３（ｂ）に示されるように、ワーク７の断裂箇所９を跨ぐようにしてワーク７上に繊維素材８を載置する。
【００７４】
次いで、後加工式繊維埋め込み装置１９の電源スイッチ２４を操作して棒ヒータ２２に電源を投入し、押圧部材２１の押圧面２０を加熱状態として、押圧面２０で布状の繊維素材８の表面側からワーク７に向けて押圧し、断裂箇所９の周辺のワーク７の表面を突起２７の熱で溶融させながら布状の繊維素材８をワーク７に押し込むことでワーク７の内部に布状の繊維素材８を埋め込んでいく。同時に、ワーク７の断裂部分７ａ，７ｂの当接部の溶融および再溶着も行われることになる。
【００７５】
ワーク７の表面で溶融した熱可塑性樹脂が押圧部材２１の押圧面２０とワーク７の深層の非溶融部との間で押圧され、この圧力により、溶融状態にある熱可塑性樹脂が布状の繊維素材８の織り目の間隙を縫うようにして布状の繊維素材８の表側、より具体的には、押圧部材２１における押圧面２０の多数の突起２７の間に形成される間隙部分に滲出することになるので、ワーク７の表面に確実に布状の繊維素材８を埋め込むことができる。
【００７６】
この際、多数の突起２７の間に形成される間隙部分つまり突起２７に対して谷となる押圧面２０の部分の温度も突起２７と同等あるいは其れ以上に上昇しているので、この谷の部分から放射される熱を利用してワーク７の表面がプレヒートされることになり、ワーク７の表面を素早く溶融させて布状の繊維素材８を埋め込むことができる。
【００７７】
コテ先２，１０，１１，１２や押圧部材１８の先端で布状の繊維素材８の埋め込み作業を行う場合とは相違し、布状の繊維素材８を面単位でワーク７に押し込むことができるので、コテ先２，１０，１１，１２や押圧部材１８を利用して局限された線分単位で布状の繊維素材８をワーク７に押し込む場合と比べ、布状の繊維素材８の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
【００７８】
また、図７（ａ）あるいは図８に示される後加工式繊維埋め込み装置１９の押圧面２０から突起２７を省いて押圧面２０を平らにしたものは、ワークの表面を均すためのアイロン型の電気ゴテに代えて利用することができる。
【００７９】
押圧面２０から突起２７を省いた後加工式繊維埋め込み装置１９の押圧部材２１は棒ヒータ２２を内蔵したものであるから、図６（ａ）を参照して説明した後加工式繊維埋め込み装置１６と同様、従来からあるアイロン型の電気ゴテ、つまり、アイロン型のコテ先から軸方向に離間した位置にヒータを設置したものと比べて熱効率に優れ、短時間のうちに昇温させることができるので、布状の繊維素材８を埋め込んだ部分のワーク７の表面を平坦な状態に均す最終的な仕上げの過程で此れを利用するようにすれば、埋め込み作業と仕上げ作業を併せた全体の作業所要時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明を適用した一実施形態の後加工式繊維埋め込み方法において後加工式繊維埋め込み装置として使用することが可能な電気ゴテの一例について簡略化して示した斜視図である。
【図２】同電気ゴテのコテ先の形状を示した斜視図で、図２（ａ）ではナイフ型のコテ先について、図２（ｂ）では断面を均一としたヘラ型のコテ先について、図２（ｃ）では先端の四面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先について示している。
【図３】ワークに布状の繊維素材を埋め込む過程について示した概念図で、図３（ａ）は埋め込み作業開始前の段取状態について、図３（ｂ）では繊維素材をワーク上に載置した状態について、図３（ｃ）は実際の埋め込み過程について、また、図３（ｄ）は埋め込み作業終了後の均し過程について示している。
【図４】他のコテ先の構成例を示した図で、図４（ａ）は先端部を基部に対してオフセットして傾斜させたコテ先の形状について、また、図４（ｂ）では其の使用状況について示している。
【図５】更に別のコテ先の構成例を示した図で、図５（ａ）は先端部の片面に鋭利な突起部を形成したコテ先の形状について、また、図５（ｂ）では其の使用状況について示している。
【図６】後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の一例について主要部を簡略化して示した図であり、図６（ａ）では後加工式繊維埋め込み装置の全体的な構造について、また、図６（ｂ）では先端部を含む幅方向の中央部分を熱伝導性の高い金属で形成して残りの部分を比熱比の高い金属で形成した押圧部材の構造について、更に、図６（ｃ）では先端部のみ熱伝導性の高い金属で形成して残りの部分を比熱比の高い金属で形成した押圧部材の構造について示している。
【図７】後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の他の一例について簡略化して示した図であり、図７（ａ）では後加工式繊維埋め込み装置の全体的な構造について、また、図７（ｂ）〜図７（ｆ）では押圧部材の押圧面に設けられる突起の様々な形状について示している。
【図８】後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の更に別の一例について簡略化して示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  電気ゴテ（後加工式繊維埋め込み装置）
２  先端の一面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先（押圧部材）
３  ヒータ
４  グリップ部
５  電源スイッチ
６  電源コード
７  ワーク
７ａ  ワークの断裂部分
７ｂ  ワークの断裂部分
８  布状の繊維素材
９  断裂箇所
１０  ナイフ型のコテ先（押圧部材）
１１  断面を均一としたヘラ型のコテ先（押圧部材）
１２  先端の四面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先（押圧部材）
１３  先端部を基部に対してオフセットして傾斜させたコテ先（押圧部材）
１３ａ  屈曲部
１３ｂ  先端部
１３ｃ  基部
１４  先端部の片面に鋭利な突起部を形成したコテ先（押圧部材）
１４ａ  突起部
１５  テープ状に裁断された布状の繊維素材
１６  後加工式繊維埋め込み装置
１７  セラミックヒータ（ヒータ）
１８  押圧部材
１８ａ  押圧部材の先端部
１８ｂ  押圧部材の他部
１９  後加工式繊維埋め込み装置
２０  押圧面
２１  押圧部材
２２  棒ヒータ
２３  グリップ部
２４  電源スイッチ
２５  電源コード
２６  熱電対やサーモスタット
２７  突起
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ  突起
２８  温度コントローラ
２９  温度設定スイッチ
【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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