(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状物等の小径物体の端末の被覆対象部分に熱可塑性の被覆樹脂を当接し、更に、該被覆樹脂の外側に該被覆樹脂よりも溶融点が高い熱収縮性の成形用樹脂チューブを嵌合した後に、該成形用樹脂チューブの外周を加熱して、内側の被覆樹脂を溶融すると共に、前記成形用樹脂チューブを熱収縮させて、前記溶融した被覆樹脂の外形を成形し、冷却固化した後に前記成形用樹脂チューブを剥離することを特徴とする小径物体の端末封入方法。
【請求項２】
前記被覆樹脂が、単一の樹脂チューブ、又は、径の異なる複数の樹脂チューブである請求項１記載の小径物体の端末封入方法。
【請求項３】
前記被覆樹脂の一部又は全体が、被覆樹脂の小片である請求項１又は２に記載の小径物体の端末封入方法。
【請求項４】
前記樹脂チューブの長手方向にスリットを設けたことを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の小径物体の端末封入方法。
【請求項５】
前記被覆樹脂がＦＥＰである請求項１〜４のいずれかに記載の小径物体の端末封入方法。
【請求項６】
前記成形用樹脂チューブが放射線架橋ビニリデンである請求項１〜５のいずれかに記載の小径物体の端末封入方法。
【請求項７】
前記小径物体が熱電対である請求項１〜６のいずれかに記載の小径物体の端末封入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電対等の小径物体の端末の被覆対象部分を、熱可塑性の合成樹脂で覆って保護する小径物体の端末封入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
種々の場所の温度測定に使用されている熱電対は、食品や生体内等の使用する環境により、高度の絶縁性や耐薬品性を保つ必要があり、絶縁性や耐薬品性に優れている合成樹脂で被覆して使用することが多い。
そして、熱電対等の小径物体の被覆に使用する合成樹脂には、加熱によって温度が上がると軟化溶融して流動性を示し、冷えると固化する熱可塑性の合成樹脂の中から、被覆及び被膜の目的に合った性質を有する樹脂が選ばれており、熱電対の被覆の場合には絶縁性や耐薬品性に優れたフッ素樹脂等が選ばれている。
【０００３】
これらの熱電対等の小径物体の端末の被覆対象部分、特に線状物の先端部分を被覆する場合には、この先端部分を溶融した樹脂に挿入して付着した溶融樹脂を冷却固化させて被覆層を形成する浸漬法や、溶融樹脂の粉体を被塗物の表面にのせて、加熱溶融させて塗装する粉末塗装法や、合成樹脂成形用の型内に小径物体の被覆対象部分を挿入して型成形を行い、被覆対象部分の周囲を合成樹脂で覆うインサート成形法等が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この浸漬法や粉末塗装法の場合には、溶融樹脂の付着量が一定にならず、被覆層の厚さが不均等になりやすく、被覆対象部分を溶融樹脂の中央に位置させることが難しく、また、確実に所定の被覆厚さを得ることが困難である。また、熱電対の接点部を外形が不揃いになるので、商品としての見栄えが悪いという問題がある。
【０００５】
そして、成形型を使用するインサート成形法の場合には、被覆形状に応じたそれぞれの成形型が必要になり、この成形型の製造コストが高いので、簡便に行えないという問題がある。
また、熱電対の接点部が均等にコーティングされず、熱電対の接点部が略中心に無い場合には、被覆部分の熱容量に差が生じたり、周囲からの熱伝導が一定にならないので、熱電対の測温部が周囲温度になるまでにかかる時間に差が生じて、熱応答性が個々の製品間でバラ付く上に、被覆部分に薄い部分ができると絶縁性不足や耐薬品性不足を生じるので、耐久性に関して不安が生じ、安定して確実に温度計測ができる温度計を提供できないという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、作業が容易で、しかも線状物等の小径物体の端末の被覆対象部分を熱可塑性の合成樹脂で均等に被覆し、この合成樹脂の中央に被覆対象部分を簡単に配置できる小径物体の端末封入方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための小径物体の端末封入方法は、線状物等の小径物体の端末の被覆対象部分に熱可塑性の被覆樹脂を当接し、更に、該被覆樹脂の外側に該被覆樹脂よりも溶融点が高い熱収縮性の成形用樹脂チューブを嵌合した後に、該成形用樹脂チューブの外周を加熱して、内側の被覆樹脂を溶融すると共に、前記成形用樹脂チューブを熱収縮させて、前記溶融した被覆樹脂の外形を成形し、冷却固化した後に前記成形用樹脂チューブを剥離することを特徴とする。
【０００８】
この被覆対象部分に被覆樹脂を当接することと、該被覆樹脂の外側に成形用樹脂チューブを嵌合することの意味は、被覆対象部分と被覆樹脂と成形用チューブとがそれぞれの密着していることを意味するものではなく、加熱時に、被覆対象部分に溶融した被覆樹脂が供給でき、この溶融した被覆樹脂の周囲を熱収縮した成形用チューブで囲むことができればよいことを意味している。
【０００９】
この方法により、熱可塑性の被覆樹脂を、外側の成形用チューブを加熱することで溶融化又は流動化でき、しかも、この被覆樹脂よりも融点の高い熱収縮性のチューブを熱収縮させて、被覆樹脂の成形型の役割を持たせることができる。
この時に、この成形用チューブは半径方向に均等に熱収縮するので、小径物体の被覆対象部分、例えば熱電対の接点等を被覆樹脂の中心に位置させることが容易にでき、しかも、この熱収縮した成形用チューブは綺麗な円筒状となるので、被覆樹脂の外形を綺麗な円筒状に成形することができる。
【００１０】
そして、前記被覆樹脂を、単一の樹脂チューブ、又は、径の異なる複数の樹脂チューブで構成したり、又は、前記被覆樹脂の一部又は全体を、被覆樹脂の小片で構成することにより、被覆樹脂を市販の安価な樹脂チューブ、又は、丸棒状体や角柱状体や樹脂チューブの切片等の小片の組み合わせで供給でき、しかも、その量を樹脂チューブの重ねる本数、長さ、或いは小片の太さ、長さ等によって簡単に調整できる。また、多量の被覆樹脂を簡単に小径物体の被覆対象部分に供給できるので、太径の小径物体でも効率良く被覆及び被膜できる。
【００１１】
また、前記樹脂チューブに設けたスリットにより、加熱時の空気通路が形成されるので、加熱した時にこのスリット通路より空気が逃げるので、溶融樹脂の内部に気泡が残ることが無くなる。
そして、前記溶融樹脂をＦＥＰ、前記成形用樹脂チューブを放射線架橋ビニリデンとするのが好ましいが、他の合成樹脂でもよい。
【００１２】
このＦＥＰは、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体と呼ばれる合成樹脂であり、熱収縮性と熱可塑性を有し、約２７０℃程度の融点を持つものである。
【００１３】
また、一方の放射線架橋ビニリデンは商品名カイナー（Ｋｙｎａｒ）チューブで、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）がベースのフッ素樹脂であり、熱収縮性と、ＦＥＰの融点よりも高い温度になっても溶融しない性質を持ち、更に高温では溶融せずに炭化してしまうものである。
また、具体的な被覆対象の小径物体としては熱電対があるが、その他の小径物体でも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る小径物体の端末封入方法を、熱電対を合成樹脂で被覆する場合を例にとって説明する。
最初に、露出タイプの熱電対の被覆について説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、フッ化樹脂等の被覆２ｃを有する熱電対２において金属素線２ａ、２ｂを露出させて、更に、図２（ｂ）に示すように、この金属素線２ａ、２ｂを捩ったり、スポット溶接したり、ハンダ付けしたりして結合して、熱電対２の接点部２ｄを形成する。つまり、熱電対２を形成する一対の金属素線２ａ、２ｂの先端を接合して、被覆対象部分２ｄを形成する。
【００１５】
次に、図２（ｃ）に示すように、この接点部２ｄを熱可塑性の被覆樹脂である樹脂チューブ３に挿入し、更に、成形用樹脂チューブ４に挿入して、２重のチューブ３、４内に接点部２ｄを配置する。つまり、熱接点２ｄの部分に樹脂チューブ３と成形用４を順に外側に被せる。
この樹脂チューブ３は、ＦＥＰで形成されるが、このＦＥＰは、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体と呼ばれる合成樹脂であり、熱収縮性と熱可塑性を有し、約２７０℃程度の融点を持つものである。
【００１６】
この他にも、熱可塑性の樹脂としては、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、スチロール樹脂、ＡＢＳ樹脂、その他のフッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート、アセタール樹脂等があり、それぞれの被覆や被膜の目的に応じて、適した熱可塑性の樹脂を使用することができる。この被覆樹脂３は熱収縮性を必ずしも必要としないが、熱収縮性が有った方が作業は行い易い。
【００１７】
また、成形用樹脂チューブ４は、放射線架橋ビニリデン製で、商品名でカイナー（Ｋｙｎａｒ）チューブと呼ばれているものであり、溶融温度は被覆樹脂のＦＥＰの融点よりも高い温度になっても溶融せず、更に高温になると溶融せずに炭化する性質を持つものである。
この成形用樹脂チューブ４としては、熱収縮性があって、かつ、被覆樹脂よりも融点の高い樹脂チューブを使用することができ、この放射線架橋ビニリデン製以外に、シリコンチューブ等を使用することができる。
【００１８】
そして、この図２（ｃ）の状態で、図１に示すように、成形用樹脂チューブ４の外周をホットエアガンやヒートガンと呼ばれるブロアー５で高温気体を吹き付けて加熱する。この時に、成形用樹脂チューブ４を図１の矢印Ｒ−Ｒ’方向に回動させると共に、ブロアー５を矢印Ｘ−Ｘ’方向に揺動すると、より均一に加熱できる。この加熱はブロアー５を用いる代わりに、この先端部のみを加熱炉などの熱源に入れて行うこともできる。
【００１９】
この加熱により、図２（ｄ）に示すように内側の樹脂チューブ３は溶融するが、外側の融点の高い成形用樹脂チューブ４は熱収縮するだけで溶融及び流動化しないので、成形用樹脂チューブ４が溶融した被覆樹脂３ａを包み、成形型４ａとしての役割を果たすことになる。
この成形用樹脂チューブ４の熱収縮によって形成された成形型４ａは半径方向に均等に熱収縮するので、溶融した被覆樹脂３ａはこの成形型４ａ内で均等に接点部２ｄを包むことになる。
【００２０】
そして、樹脂チューブ３が溶融又は熱可塑化した後に加熱を終了し、冷却固化させて、冷却固化した後に、成形用樹脂チューブ４が熱収縮してできた成形型４ａを剥離して、即ち、引き抜いて、図２（ｅ）の状態にする。この時に、溶融した被覆樹脂３ａは、熱電対の被覆２ｃに溶着しているので、簡単に成形用樹脂チューブ４が熱収縮した成形型４ａだけを引き抜くことができる。
【００２１】
そして、被覆樹脂３ａの余分な先端部分３ａ’をＣ−Ｃ’線でカットして形を整えて、図２（ｆ）の形状に整形して完成する。
また、熱電対20が、素線２ａ、２ｂを腐蝕や摩耗や損傷等から保護するために、シースパイプ（金属管）20ｅ中に収納し、マグネシア（ＭｇＯ）やアルミナを充填したシースタイプの場合には、図３（ａ）に示すようにシースパイプ20ｅ全体に樹脂チューブ３を被せた後に、成形用樹脂チューブ４で覆い、前記の熱電対露出タイプと同様にして、図３（ｂ）に示すように被覆樹脂３ａで被覆したシースタイプ熱電対20を得ることができる。
【００２２】
そして、熱電対２が太く、樹脂チューブ３が一層だけでは、熱電対２の先端部に充分な溶融した被覆樹脂３ａを供給することができず、図５（ａ）に示すように先端側が先細りしてしまう場合には、径の異なる複数の樹脂チューブ31、32を用いて、図４（ａ）（ｂ）に示すように、小径の樹脂チューブ31を太径の樹脂チューブ32内に挿通し、太さによっては二層、三層等の多層にして被覆を行う。
【００２３】
また、樹脂チューブ３、31の代わりに被覆樹脂の小片、即ち、被覆樹脂の丸棒状体（芯）や角柱状体や、樹脂チューブの切片などの小片を使用することもできる。この被覆樹脂の小片は、シースタイプの熱電対20の先端を被覆及び封入する際に効果が大きく、図５（ａ）に示すような、角部の被覆が不十分で薄くなって弱くなることを防いで、図５（ｂ）に示すような構造の角部に対しても充分な被覆がある被覆形状を得ることができる。
【００２４】
以上の小径物体である熱電対に対する端末封入方法によれば、二種類の異なる融点を持つ被覆用の樹脂チューブ３と熱収縮性の成形用樹脂チューブ４を使用し、外側の成形用樹脂チューブ４を加熱して熱収縮させると共に、内側の樹脂チューブ３を溶融させて、熱収縮した外側の成形用樹脂チューブ４で形成された成形型４ａ内で冷却固化させることにより、熱電対２の接点部２ｄを溶融した被覆樹脂３ａで均等に覆うことができ、被覆樹脂３ａの中心に接点部２ｄを配置することが容易にできる。
【００２５】
そして、接点部２ｄが被覆樹脂３ａの中心となることから、周囲からの熱伝動が一定となり、安定した温度計測が可能となる。また、製品間のバラツキを無くすことができ、その上、外観も綺麗に成形できるので、商品価値を上げることができる。
また、被覆樹脂３の樹脂チューブ31、32を多重にしたり、丸棒状体等の被覆樹脂の小片を単独或いは組み合わせて用いることにより、より大量の溶融した被覆樹脂３ａを熱電対２、20の被覆対象部分２ｄ周辺に供給して、熱電対２、20を充分に被覆及び被覆することができるので、太径の熱電対２、20の被覆及び被膜も容易に行うことができる。
【００２６】
また、成形用樹脂チューブ４の内側に詰める樹脂チューブ３に図６（ａ）に示すようにスリット３ｃを設けておくと、加熱した時に空気がこのスリット３ｃを通って外部に逃げるので、図６（ｂ）に示すような気泡６が溶融した被覆樹脂３ａ内に残らず、図６（ｃ）のような綺麗な仕上がりにすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の小径物体の端末封入方法によれば、二種類の異なる融点を持つ被覆用の樹脂チューブや小片と熱収縮性の成形用樹脂チューブを使用し、外側の成形用樹脂チューブを加熱して、熱収縮させると共に、内側の被覆樹脂を溶融させて、熱収縮した外側の成形用樹脂チューブで形成された成形型内で冷却固化させるので、小径物体の被覆対象部分を、均等に同じ肉厚の溶融した被覆樹脂で包囲でき、この被覆樹脂の中心に簡単に配置させることができる。
【００２８】
また、製品間のバラツキを無くすことができ、その上、外観も綺麗に成形できるので、商品価値を高めることができる。
また、多重の樹脂チューブや小片の単独使用又は組み合わ使用によって、多量の溶融した被覆樹脂を、小径物体の被覆対象部分に簡単に供給することができるので、太径の小径物体の被覆対象部分に対しても、充分な量の被覆を形成でき、しかも、作業効率も向上できる。
【００２９】
そして、樹脂チューブの長手方向にスリットを設けることにより、加熱時に空気の通路を形成して、このスリットの通路より空気を逃がすことができるので、被覆樹脂の内部に気泡ができることを防止できる。また、このスリットを設けた樹脂チューブを用いると、小径物体の被覆対象部分への装着が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る小径物体の端末封入方法を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る小径物体の端末封入方法の各段階の状態を示す図であり、（ａ）が被覆前の状態を、（ｂ）〜（ｅ）は被覆途中の各状態を、（ｆ）は被覆完成の状態を示す。
【図３】シースタイプの熱電対に適用した場合を示し、（ａ）は被覆途中の状態を示し、（ｂ）は被覆完成の状態を示す。
【図４】被覆樹脂を二重にした場合を示し、（ａ）は露出タイプの熱電対の場合で、（ｂ）はシースタイプの熱電対の場合である。
【図５】シースタイプの熱電対に対する被覆状態を示す図で、（ａ）は不良品を、（ｂ）は完成品を示す。
【図６】樹脂チューブにスリットを設けた場合の図で、（ａ）はスリットの状態を示す図で、（ｂ）はスリットを設けない場合に発生する可能性のある気泡を示す図で、（ｃ）は完成品を示す図である。
【符号の説明】
２    熱電対（露出タイプ）    ２ａ  第１素線
２ｂ  第２素線                ２ｃ  被覆
２ｄ  接続部                  ３、31、32  樹脂チューブ
３ａ  被覆樹脂                ４    成形用樹脂チューブ
４ａ  成形型                  ５    ブロアー（ヒートガン）
20    熱電対（シースタイプ）  20ｅ  シースパイプ
【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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