(57)【要約】ポータブルでありながら、接着剤層から気泡をほぼ完全に除去することができ、しかも接着作業中、作業者による装置の把持が不要なポータブル接着装置を提供することを目的とする。本発明のポータブル接着装置は、被接着物を接着母材に熱硬化性樹脂接着剤を用いて現場で接着するためのポータブル接着装置であって、下端のみが開放した筒状の筒本体、前記筒本体の下端に設けられ、接着母材に接触して、前記ピストン体と接着母材の間に前記筒本体に囲まれた実質的に気密なチャンバーを構成するバキュームパッド、前記筒本体内に設けられ、前記接着母材上に配置された被接着物を押さえ付ける作用位置と、被接着物から離れた不作用位置との間で移動できる押圧部材、前記筒本体の内部に設けられ、前記接着母材上に配置された被接着物と該接着母材の間に介在された前記接着剤を加熱する加熱手段、および前記チャンバー内を真空にするためのバキューム手段を備えていることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接着物を接着母材に熱硬化性樹脂接着剤を用いて現場で接着するためのポータブル接着装置であって、下端のみが開放した筒状の筒本体、前記筒本体の下端に設けられ、接着母材に接触して、前記接着母材と前記筒本体に囲まれた実質的に気密なチャンバーを構成するバキュームパッド、前記筒本体の内部に設けられ、前記接着母材上に配置された被接着物と該接着母材の間に介在された前記接着剤を加熱する加熱手段、および前記チャンバー内を真空にするためのバキューム手段を備えていることを特徴とするポータブル接着装置。
【請求項２】
更に、前記筒本体内に設けられ、前記接着母材上に配置された被接着物を押さえ付ける作用位置と、被接着物から離れた不作用位置との間で移動できる押圧部材を備えた請求項１のポータブル接着装置。
【請求項３】
前記加熱体による被接着物の加熱温度を設定する加熱温度設定手段を設け、この加熱温度設定手段により前記加熱温度を所定の値に維持するようにした請求項１または２のポータブル接着装置。
【請求項４】
前記加熱温度設定手段が、前記押圧部材内に配置されている温度検出手段を備えている請求項３のポータブル接着装置。
【請求項５】
前記バキューム手段による前記チャンバー内の真空度を設定する真空度設定手段を設け、前記チャンバー内の真空度を所定の値に維持するようにした請求項１〜４のいずれかのポータブル接着装置。
【請求項６】
前記筒本体および支持部材本体が円筒状である請求項１〜５のいずれかのポータブル接着装置。
【請求項７】
前記加熱体の発熱方式が誘導加熱である請求項１〜６のいずれかのポータブル接着装置。
【請求項８】
前記熱硬化性樹脂接着剤が熱硬化性シリコーンゴム接着剤である請求項１〜７のいずれかのポータブル接着装置。
【請求項９】
被接着物を接着母材に熱硬化性樹脂接着剤を用いて現場で接着するためのポータブル接着装置であって、筒状の筒本体、この筒本体内に軸方向に往復動可能に摺接配置されたピストン体、前記筒本体の下端に設けられ、接着母材に接触して、前記ピストン体と接着母材の間に前記筒本体に囲まれた実質的に気密なチャンバーを構成するバキュームパッド、前記ピストン体と一体的に設けられ、その下面から下方に延びるロッド体、このロッド体の下端に取り付けられ、前記接着母材上に配置された被接着物を押さえ付ける押圧部材、前記押圧部材よりサイズが大きく、前記押圧部材の上方で、前記ロッド体に対して摺動可能に取り付けられた基部と、この基部の周囲下面から下方に延び、加熱体が取り付けられる支持部材本体とを備えた加熱体支持部材、前記ピストン体と前記加熱体支持部材の基部との間に配置され、前記加熱体支持部材を前記ピストン体から遠ざける方向に付勢する押さえバネ、および前記チャンバー内を真空にするためのバキューム手段を備えていることを特徴とするポータブル接着装置。
【請求項１０】
接着母材上に熱硬化性樹脂接着剤を介して配置された被接着物の周囲の雰囲気を真空にし、この状態で前記熱硬化性樹脂接着剤を加熱して前記被接着物と前記接着母材を接着することを特徴とする接着方法。
【請求項１１】
請求項１〜７および請求項９のいずれか一項に記載のポータブル接着装置を用いて、被接着物と接着母材を接着することを特徴とする接着方法。
【請求項１２】
前記熱硬化性樹脂接着剤が熱硬化性シリコーンゴム接着剤である請求項１０または１１の接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ポータブル接着装置に関し、更に詳細には、接着剤として熱硬化性接着剤を用いるポータブル接着装置に関する。
【背景技術】  上記したようなポータブル接着装置としては、例えば、特開２０００−２２０６１５号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載された突起物の着脱装置は、被接着物とこれに接着される突起物の基部との少なくともいずれか一方が導電性材料からなり、前記被接着物の接触面に接着剤を介して接着された突起物の基部を前記接着剤を溶融して前記接着面に着脱する突起物の着脱装置であって、中央部に突起物の突起部が入り込む収容孔を有する筒本体と、前記筒本体に前記収容孔を囲むように渦巻き状に設けられ、前記基部に対向する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給して前記加熱コイルに交流磁界を発生させ、導電性材料からなる前記被接着物と前記突起物の少なくともいずれか一方の電磁誘導による発熱により前記接着剤を溶融し、前記突起物を取り外してリサイクルし得るようにしたことを特徴とするものである。なお、明細書中には、上記接着剤が熱硬化性である旨の記載がある。
以上の着脱装置によれば、熱硬化性接着剤によりある程度の接着作業が可能であるが、次のような問題点がある。
１）接着剤層にどうしても泡が入ってしまう。
２）熱硬化性接着剤は、加熱されることにより硬化して接着作用を発揮するもので、硬化に長時間（２０〜３０分、あるいはそれ以上）を要するので、その間、作業者がその装置を把持していなければならず、作業性が悪い。
ところで、熱硬化性接着剤の一つとして、東レ・ダウコーニング社のシート状あるいはシート状に加工された１液性熱硬化性シリコーンゴム接着剤（登録商標「ＳＯＴＥＦＡ」）が知られている。この熱硬化性シリコーンゴム接着剤は、透明性・接着強度に優れ、例えば透明なガラス同士を接着したとき、強固に接着でき、しかも接着剤層がほとんど見えない、外観美麗な接着構造体を構成することができる。
しかし、上記のように接着剤層に気泡が入った場合には、それがガラスを通して視覚され、接着不備となってしまう。そこで、従来、この熱硬化性シリコーンゴム接着剤を用いての接着作業は、オートクレーブを用い、加圧下で加熱して行っていたため、接着装置が大がかりとなり、小物の接着作業においても全て工場作業とならざるを得なかった。そこで、上記熱硬化性シリコーンゴム接着剤を用いた接着作業を現場で行えるような、ポータブルな接着装置の出現が望まれていた。なお、上記した着脱装置は、ポータブルであるが、それを用いて接着作業を行った場合、どうしても接着剤層に気泡が入ってしまうという問題があった。
【発明の開示】
そこで、本発明は、ポータブルでありながら、接着剤層から気泡をほぼ完全に除去することができ、しかも接着作業中、作業者による装置の把持が不要なポータブル接着装置を提供することを課題とするものである。
上記課題は、本発明の下記（１）〜（１２）のいずれかの構成のポータブル接着装置または接着方法により達成される。
（１）被接着物を接着母材に熱硬化性樹脂接着剤を用いて現場で接着するためのポータブル接着装置であって、下端のみが開放した筒状の筒本体、前記筒本体の下端に設けられ、接着母材に接触して、前記接着母材と前記筒本体に囲まれた実質的に気密なチャンバーを構成するバキュームパッド、前記筒本体の内部に設けられ、前記接着母材上に配置された被接着物と該接着母材の間に介在された前記接着剤を加熱する加熱手段、および前記チャンバー内を真空にするためのバキューム手段を備えていることを特徴とするポータブル接着装置。
（２）更に、前記筒本体内に設けられ、前記接着母材上に配置された被接着物を押さえ付ける作用位置と、被接着物から離れた不作用位置との間で移動できる押圧部材を備えた上記（１）のポータブル接着装置。
（３）前記加熱体による被接着物の加熱温度を設定する加熱温度設定手段を設け、この加熱温度設定手段により前記加熱温度を所定の値に維持するようにした上記（１）または（２）のポータブル接着装置。
（４）前記加熱温度設定手段が、前記押圧部材内に配置されている温度検出手段を備えている上記（３）のポータブル接着装置。
（５）前記バキューム手段による前記チャンバー内の真空度を設定する真空度設定手段を設け、前記チャンバー内の真空度を所定の値に維持するようにした上記（１）〜（４）のいずれかのポータブル接着装置。
（６）前記筒本体および支持部材本体が円筒状である上記（１）〜（５）のいずれかのポータブル接着装置。
（７）前記加熱体の発熱方式が誘導加熱である上記（１）〜（６）のいずれかのポータブル接着装置。
（８）前記熱硬化性樹脂接着剤が熱硬化性シリコーンゴム接着剤である上記（１）〜（７）のいずれかのポータブル接着装置。
（９）被接着物を接着母材に熱硬化性樹脂接着剤を用いて現場で接着するためのポータブル接着装置であって、筒状の筒本体、この筒本体内に軸方向に往復動可能に摺接配置されたピストン体、前記筒本体の下端に設けられ、接着母材に接触して、前記ピストン体と接着母材の間に前記筒本体に囲まれた実質的に気密なチャンバーを構成するバキュームパッド、前記ピストン体と一体的に設けられ、その下面から下方に延びるロッド体、このロッド体の下端に取り付けられ、前記接着母材上に配置された被接着物を押さえ付ける押圧部材、前記押圧部材よりサイズが大きく、前記押圧部材の上方で、前記ロッド体に対して摺動可能に取り付けられた基部と、この基部の周囲下面から下方に延び、加熱体が取り付けられる支持部材本体とを備えた加熱体支持部材、前記ピストン体と前記加熱体支持部材の基部との間に配置され、前記加熱体支持部材を前記ピストン体から遠ざける方向に付勢する押さえバネ、および前記チャンバー内を真空にするためのバキューム手段を備えていることを特徴とするポータブル接着装置。
（１０）接着母材上に熱硬化性樹脂接着剤を介して配置された被接着物の周囲の雰囲気を真空にし、この状態で前記熱硬化性樹脂接着剤を加熱して前記被接着物と前記接着母材を接着することを特徴とする接着方法。
（１１）上記（１）〜（７）および（９）のいずれか一項に記載のポータブル接着装置を用いて、被接着物と接着母材を接着することを特徴とする接着方法。
（１２）前記熱硬化性樹脂接着剤が熱硬化性シリコーンゴム接着剤である上記（１０）または（１１）の接着方法。
本発明のポータブル接着装置においては、筒本体内のチャンバー内を真空に引くことにより、筒本体を接着母材に吸着させることができるので、作業者が手を携えていなくとも、接着作業を行え、作業性が極めて良好である。
また、上記押圧部材よる接着剤層の押圧、およびチャンバー内の真空引きによって、上記接着剤層からほぼ完全に気泡を取り除くことができ、外観が美麗であり、しかも接着強度の高い（熱硬化性シリコーンゴム接着剤を用いた場合：最大４０〜５０ｋｇ／ｃｍ２）接着を実現できる。
さらに、ガラス板等である接着母材に穴を開けることなく、被接着物を接着母材に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施形態によるポータブル接着装置の構造を説明するための図である。
図２は、図１に示したポータブル接着装置を用いての接着作業を説明する図である。
図３は、図１に示したポータブル接着装置を用いての接着作業を説明する図である。
図４は、被接着物に接着剤シートを貼り付けた状態を示す図である。
図５は、接着剤シートを貼り付けた被接着物を接着母材上に配した状態を示す図である。
図６は、バキュームパッド部分の構造が変更されたポータブル接着装置を示す図である。
図７は、図６に示されたポータブル接着装置の動作状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態によるポータブル接着装置について説明する。
本発明においては、接着剤として、熱硬化性樹脂接着剤が用いられる。熱硬化性樹脂接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、ポリビニルアセタール樹脂系接着剤、ポリスチレン樹脂系接着剤、ポリメチルメタクリレート樹脂系接着剤、ポリイミド樹脂系接着剤、ポリウレタン樹脂系接着剤、ゴム−フェノール樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤が例示される。この熱硬化性樹脂接着剤は、常温で固体または半固体のフィルム状であるフィルム状熱硬化性樹脂接着剤であることが好ましい。作業性に優れ、気泡の混入を少なくすることができるからである。中でも、意匠性、耐候性、接着耐久性の面から特開２００２−２９４２０２号公報等に開示されたウイリアムス可塑度（ＪＩＳ  Ｋ６２４９、２５℃）が４００〜８００であり、グリーン強度（２５℃）が０．２〜０．５Ｍｐａであり、かつ、厚さ１ｍｍの硬化シートの可視光線透過率が５０％以上である熱硬化性シリコーンゴム接着剤等が好ましい。特に、このシリコーンゴム接着剤を用いれば、接着母材をガラスとして、金属やガラス等の被接着物を接着すれば、接着剤層の見えない美麗な接着ができる。
図１に示したように、本発明の実施態様によるポータブル接着装置は、制御器１００およびこの制御器１００により制御されて、実際に接着作業を行う加熱真空筒１０を備えている。
上記加熱真空筒１０は、円筒状の筒本体１２を備えている。この筒本体１２内には、ピストン体１４が、軸（上下）方向に往復動可能に摺接配置されている。このピストン体１４の外周には、Ｏリング１６が配置されて、筒本体１２の内壁と気密に摺接されている。上記筒本体１２の下端には、スポンジ製等のバキュームパッド１８が設けられている。このバキュームパッド１８は、図２に示したように、接着母材Ｍに接触したとき、上記ピストン体１４と接着母材Ｍの間に上記筒本体１２に囲まれた実質的に気密なチャンバー２０を構成する。
上記ピストン体１４と一体的に、該ピストン体１４の下面から下方に延びるロッド体２２が設けられている。このロッド体２２の下端には、図３に示したように、上記接着母材Ｍ上に配置された被接着物Ｗを押さえ付けるための押圧部材２４が設けられている。この押圧部材２４は、被接着物Ｗのサイズに応じた円盤状であることが好ましい。
上記ロッド体２２には、加熱体支持部材２６が軸（上下）方向摺動自在に設けられている。この加熱体支持部材２６は、上記押圧部材２４よりサイズが大きく、上記押圧部材２４の上方で、上記ロッド体２２に対して摺動可能に取り付けられた環状の基部２８と、この基部２８の周囲下面から下方に延び、加熱体Ｈ（例えば、誘導加熱（ＩＨ）コイルＨが取り付けられた支持部材本体３０とを備えている。上記支持部材本体３０は、円筒状をなし、その内径が押圧部材２４の外径より僅かに大きくされており、該押圧部材２４は、上記支持部材本体３０内に軸（上下）方向に摺動可能に配置されている。換言すれば、押圧部材２４は、加熱体支持部材２６に対して相対的に移動できるようになっている。なお、上記支持部材本体３０の内部空間は、図３に示したように、被接着物Ｗが納まる大きさのものとする。
上記ピストン体１４と上記加熱体支持部材２６の基部２８との間には、上記ロッド体２２に巻かれた状態で押さえバネ３２が配置されている。この押さえバネ３２は、上記加熱体支持部材２６を上記ピストン体１４から遠ざける方向に付勢する作用をなすものである。上記押圧部材２４は、この押さえバネ３２による加熱体支持部材２６の下方への付勢（あるいは移動）のストッパーとしての作用をなす。
上記筒本体１２には、コネクタ３４が設けられ、このコネクタ３４により、制御器１００内に設けられたバキューム手段である真空ポンプ（図示せず）と連通されるようになっている。この真空ポンプが作動すると、上記チャンバー２０内が真空にされる。
なお、加熱真空筒１０には、図示していないが、真空ポンプのオンオフを制御する真空ポンプオンオフスイッチが設けられている。また、図において、符号３６は、ピストン体１４を持ち上げるためのロッドであり、符号４０はスイッチ、符号４２は先端にコネクタを有するハーネスである。
上記制御器１００は、図示していないが、所定の加熱温度や所定の真空度に維持するためのマイコン等で構成された加熱温度設定手段（温度制御手段）や圧力制御手段を備えている。また、この制御器１００の前面には、電源を“入”、“切”する電源スイッチ１０２、例えば“１３０℃”、“１５０℃”、“１７０℃”の３段階に加熱温度を設定できる温度切替スイッチ１０４、例えば“１５分”、“２０℃”、“３０分℃”の３段階に時間を設定できるタイマー切替スイッチ１０６、電源が入ると点灯する電源ランプ１０８、加熱中に点灯し、加熱異常時に点滅する加熱ランプ１１０、真空ポンプの作動時に点灯し、真空異常時に点滅する真空ランプ１１２、真空圧の設定と、現在の真空圧の表示を行う真空圧力計１１４、現在の加熱温度が設定温度となっているかを示す温度インジケーター１１６、自動運転と手動運転を切り替える自働・手動切替スイッチ１１８、手動で加熱体を作動中にする加熱スイッチ１２０、手動で真空ポンプを作動中にする真空スイッチ１２２、バキューム接続口１２４および真空圧を設定するレギュレーター１２６等が設けられている。なお、図において、符号１２８は加熱真空筒１０のハーネス４２の先端のコネクタと接続するコネクタである。
上記加熱温度設定手段は、上記押圧部材２４内に配置されている温度検出手段すなわちサーミスター３８を備えている。
次に、以上説明したポータブル接着装置を使用しての実際の接着作業に付いて説明する。
１．制御器と加熱真空筒のコネクタ、バキュームパイプを接続する。
２．制御器の電源コードをコンセント（ＡＣ１００Ｖ）に接続する。
３．漏電ブレーカーをＯＮする。
４．電源スイッチをＯＮする。
５．電源ランプが点灯、真空圧力計が点灯表示し、吸気ファンが回転する。
６．自動・手動切替スイッチを自動に設定する。
７．温度切替スイッチを設定温度（例えば、１５０℃）に設定する。
８．タイマー切替スイッチを設定時間（例えば、３０分）に設定する。
９．真空圧力計を設定する。
１０．被接着物（鉄、ＳＵＳ等の取付金具）の接着面の油、汚れを取り去る。
１１．被接着物と同等の大きさに接着剤シートを切る。
１２．接着剤シートＦの片面の保護シートを剥がし、図４に示したように、被接着物Ｗに貼り付ける。
１３．接着母材（ガラス、人口大理石等）の接着面の油、汚れを取り去る。
１４．被接着物に貼り付けた接着剤シートの保護シートを剥がし、図５に示したように、接着母材Ｍの接着位置に置く。
１５．このとき、特に、接着剤シートＦとして上記した熱硬化性シリコーンゴム接着剤を用い、被接着物Ｗを少し手で押せば、被接着物ＷはＭ上に仮留めされた状態となる。
１６．図２に示したように、加熱真空筒１０を被接着物Ｗに被せる状態で接着母材Ｍ上に載置する。この時それぞれの中心線を揃える。
１７．真空加熱筒のスイッチを一度押す。
１８．真空ポンプがＯＮする。
１９．制御器内部の電磁弁がＯＮし、真空加熱筒のチャンバーが負圧になる。
２０．負圧になる事により、ピストン体を含めたアッセンブリが接着母材に向け（下方に）移動する。
２１．図３に示したように、ＩＨコイルを含めたアッセンブリが接着母材に接触し停止する。ピストン体等は更に押さえバネを縮めながら下方に移動する。
２２．押圧部材が被接着物に接触し、真空圧力を利用し被接着物を加圧する。
２３．レギュレーター、真空圧力計で設定した、真空圧まで減圧する。
２４．この減圧は、接着剤シートの脱泡も行なう。
２５．設定時間で設定圧力になった事をマイコンが確認する。このとき、チャンバー内は、バキュームパッド等の作用により、すでに真空になっているため、加熱真空筒が図のように縦となっておらず、横になっている場合でも、この真空により、作業場所に保持された状態となっているので、作業者は加熱真空筒から手を離し、自由な状態となる。したがって、本装置が複数あれば、複数の被接着物の接着作業を並行して行うことができ、極めて能率よく接着作業を行うことができる。
２６．異常時はブザーと真空ランプの点滅で知らせる。
２７．設定圧力であれば、加熱動作に移行する。
２８．ＩＨコイルに電流が流れ、加熱が開始される。
２９．サーミスターが温度を検知しマイコンが制御する。
３０．温度上昇を温度インジケーターのＬＥＤの点灯により知らせる。
３１．設定温度、設定時間に到達した事をマイコンが確認する。
３２．異常時はブザーと加熱ランプの点滅で知らせる。
３３．終了のブザーを鳴らす。加熱動作ＯＦＦ。
３４．スイッチをもう一度押す。
３５．真空ポンプがＯＦＦする。電磁弁がＯＦＦし真空破壊する。
３６．真空加熱筒のチャンバーが大気圧となる。接着母材より外れる。
３７．ロッド棒を引き、ピストン体を含むアッセンブリを初期の待機位置に戻し作業を完了する。
以上説明した例においては、ピストン体を用いたアッセンブリをチャンバー内の真空を利用して接着母材の方向に移動させて、加熱体（Ｈ、３０）や押圧部材２４を接着母材上の被接着物の方向に移動させるような構造としたが、この移動のメカニズムはどのようなものであってもよい。例えば、図６に示したように、バキュームパッド１８を蛇腹状のものとし、上記の真空を利用して、図７に示したように蛇腹を圧縮し筒本体全体が接着母材の方向に移動するようにしてもよい。図６および図７の装置においては、押圧部材２４、加熱体（Ｈ、３０）の移動機構以外の構成・構造は、図１以降を参照して説明した装置と同一であってよいのでこれ以上の説明は省略する。また、上記した例においては、押圧部材２４を用いたが、接着剤の種類によっては、被接着物を接着剤を介して接着母材上に配置し、これを手で少し押圧するだけで、被接着物は接着母材上に仮留めでき、あるいは、耐熱性の感圧粘着テープで被接着物を熱硬化性樹脂接着剤を介して接着母材に仮留めすることもできるので、押圧部材２４を省略することができる。
さらにまた、上記の例では、加熱を誘導加熱としたが、どのような形式の加熱態様であってもよい。上記のように被接着物を接着母材上に仮留めする場合は、加熱体（Ｈ、３０）を上下移動させる機構も省略することができる。
【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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【国際調査報告】
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