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発明の名称 モノフィラメント端継ぎ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−152440(P2001−152440A)
公開日 平成13年6月5日(2001.6.5)
出願番号 特願平11−334380
出願日 平成11年11月25日(1999.11.25)
代理人 【識別番号】100091948
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 武男 (外2名)
発明者 清田 正嗣
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 モノフィラメント端同士を溶着により継ぐ装置であって、表面に、2本のモノフィラメント(M) を水平方向に並列した状態では収容が不可能なモノフィラメント収容溝(4a)が延設されたアンビル(4) と、前記モノフィラメント収容溝(4a)の長手方向中央部にフィラメント端溶着部(4e)を有し、同フィラメント端溶着部(4e)に向けて接離可能に配された超音波発振器(6) の工具ホーン(6a)と、を備えてなることを特徴とするモノフィラメント端継ぎ装置。
【請求項2】 前記フィラメント端溶着部(4e)において端部同士が重ねられて前記モノフィラメント収容溝(4a)内に収容された各モノフィラメント(M) をそれぞれ前記溝内に固定する固定手段(5a,5b) を有してなる請求項1記載のモノフィラメント端継ぎ装置。
【請求項3】 前記フィラメント端溶着部(4e)に、少なくとも一方のモノフィラメント(M) の継ぎ端位置を位置決めするフィラメント端位置決め部を有してなる請求項1又は2記載のモノフィラメント端継ぎ装置。
【請求項4】 前記モノフィラメント端収容溝(4a)は、前記フィラメント端位置決め部を介して一方の溝深さが他方の溝深さよりフィラメント(M) の径相当分だけ深く設定され、前記フィラメント端位置決め部が段部(4f)からなる請求項3記載のモノフィラメント端継ぎ装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性合成樹脂からなるモノフィラメントの端部同士を溶着により継ぐための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性合成樹脂材料からなる連続線条であるモノフィラメントは、例えば各種の魚網、スポーツ用ネット、農業用ネット、各種のワイヤ、各種の織物やテープ類等の多様な分野、或いは例えばスライドファスナーのテープやその係合素子等の構成素材として多様な分野で採用されている。
【0003】これらの製品を連続生産する場合、通常、モノフィラメントの巻体であるボビンから巻き戻されるフィラメントの終端と、次に巻き戻されるボビンのモノフィラメントの巻き戻し始端とを予め結んでおくか、前記終端と始端とを重ね合わせ、その重ね合わせ部分に他の細い糸条を巻き付けて糸を継いでおき、或いは例えば特開昭49−12143号公報に開示されているように一方の融着性糸条の終端と他方の融着性糸条の始端とを拝み合わせ状に引き揃えて加熱などにより融着させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記モノフィラメントの端部同士を結んだり、或いは重ね合わせて他の細い糸条を巻き付けたりして、2本のモノフィラメントを継ぐ従来の技術の場合、通常は糸結び器や糸継ぎ機を使って機械的に糸継ぎがなされているが、依然として手作業により糸を継いでいる場合も多く、作業性の低下の原因ともなっており、しかもそれらの継ぎ部分は大幅に太くなってしまい、以降の工程通過性に支障を来している。
【0005】一方、熱融着性糸条の融着性能を利用して、その端部同士を重ね合わせて加熱溶着することも、上記公報に記載されているように公知ではあるが、前記糸条が、例えばマルチフィラメントから構成された糸条であったり、或いは紡績糸などの場合には、構成繊維同士が溶着するため糸条としての太さは格別に太くなることはないが、前記糸条がモノフィラメントである場合には、そもそもの繊度が太い上に、端部同士を重ね合わせて溶着させても、その溶着部分では2倍の繊度分が溶け合うことになり、単純に溶着させるだけでは、上述の機械的な糸継ぎと同様に同溶着部分が太くなってしまう。
【0006】特に、上記公報に開示された糸継ぎによれば、糸条の端部同士を拝み合わせ状に引き揃えて融着させるものであるため、糸条の引き出し時には、融着部分が糸条に対して直角的に突出した形態となり、同融着部分を整理しないかぎり、以降の工程通過性を保証できない。更には、通常の加熱による溶着では炭化したりして変質し、その加熱時間と温度を高精度に制御することが要求される。
【0007】このように、従来のこの種の糸継ぎにあっては、その継ぎ部分が他の部分よりも大幅に太くなりやすく、糸条が部分的に太くなることによって、特にモノフィラメントの継ぎにあっては糸条の剛直性も手伝って、却って以降の工程における各種操作の円滑性を損なうことが多い。
【0008】本発明は、こうした課題を解決すべくなされたものであり、具体的な目的はモノフィラメントの端部同士の継ぎであっても、その継ぎ部分の太さや物性が格別に変化せず、しかもその継ぎ操作が簡単であって、自動化も可能なモノフィラメントの端部継ぎ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的は、本件請求項1〜5に係る第1〜5の発明により効果的に達成される。請求項1に係る第1発明にあっては、モノフィラメント端同士を溶着により継ぐ装置であって、表面に、2本のモノフィラメントを水平方向に並列した状態では収容が不可能なモノフィラメント収容溝が延設されたアンビルと、前記モノフィラメント収容溝の長手方向中央部にフィラメント端溶着部を有し、同フィラメント端溶着部に向けて接離可能に配された超音波発振用ホーンとを備えていることを特徴としている。
【0010】本発明の第1の特徴は、アンビルに形成されるモノフィラメント収容溝にある。すなわち、同モノフィラメント収容溝の形態を2本のモノフィラメントが水平方向に並列した状態では収容を不可能にしている。2本のモノフィラメント端部同士を溶着するにあたって、同フィラメントが横に並んだ状態で前記溝に収容されると、継ぎの終了したモノフィラメントの継ぎ部分は少なくとも横に2倍の幅をもつようになり、工程通過性を損なう。
【0011】本発明にあっては、前記溝の形態を2本のモノフィラメントの端部が同溝に収容されたとき、各フィラメントは上下、或いは斜め上下に重ねられた状態となり、その後の押圧と熱溶着とによりフィラメント端部は溝により幅方向に規制されると共に、その長さ方向に流動して、溶着後における継ぎ部分の断面は僅かに太くなるに過ぎない。その結果、以降の工程通過性をも極めて良好なものとなる。
【0012】本発明の第2の特徴は、モノフィラメントの端部同士を、例えば電熱線等のヒータによる外部加熱ではなく内部加熱をもって溶着一体化することにある。この内部加熱による溶着技術として代表的な技術は高周波加熱と超音波加熱とがある。しかして、前記ヒータによる外部加熱にあっては過熱による炭化、黄ばみなどの変質が起こりやすいが、内部加熱にあってはそのようなことがなく好ましい。一方、高周波加熱の場合は、誘電体力率と耐電圧とから供給できるパワーに制限があるが、超音波ではそのような制限がなく殆ど全てのプラスチックの溶着が可能であり、しかも、溶着部における引張強度なども母材と殆ど代わらない。こうしたことから、本発明では溶着手段として超音波溶着を採用している。
【0013】請求項2に係る第2発明は、前記フィラメント端溶着部において端部同士が重ねられて前記モノフィラメント収容溝内に収容された各モノフィラメントをそれぞれ前記溝内に固定する固定手段を有している。2本のモノフィラメントを前記収容溝内に突き合わせ状に挿入し、その端部同士をフィラメント端溶着部において上下に重ね合わせてたのち、前記フィラメント端溶着部を挟んで両側において各フィラメントを固定手段により押圧固定するため、前記溝内における各フィラメントの移動が防止され、正確な位置で確実に継ぎ操作がなされる。
【0014】請求項3に係る第3発明にあっては、前記フィラメント端溶着部に、少なくとも一方のモノフィラメントの継ぎ端位置を位置決めするフィラメント端位置決め部を有している。モノフィラメント収容溝のフィラメント端溶着部に、2本のモノフィラメントの端部を重ね合わせて正確にセットすることは煩雑である。特に、そのセット位置を目視により確認しながら挿入してセットするには可成りの熟練が必要になる。そこで、本発明では少なくとも一方のモノフィラメントをその収容溝に挿入するとき、そのフィラメント端がセット位置を格別に確認する必要がなく、挿入すれば自動的にセットされるように、フィラメント端位置決め部を設けている。
【0015】請求項4に係る第4発明は、前記第3発明におけるフィラメント端位置決め部の具体的な構成を示しており、同フィラメント端位置決め部を前記モノフィラメント端収容溝に直接設けている。すなわち、前記モノフィラメント端収容溝には前記フィラメント端位置決め部を介して一方の溝深さを他方の溝深さよりフィラメントの径相当分だけ深く設定するものであり、この場合に前記フィラメント端位置決め部を段部として形成している。
【0016】かかる構成によれば、例えば一方のモノフィラメント端を前記モノフィラメント端収容溝の一方から挿入すると共に、他方のモノフィラメント端を前記モノフィラメント端収容溝の他方から挿入すると、各フィラメント端は段部において上下に重なって差し違い状に配されると共に、それらのフィラメント端面の一方が前記段部の側面に当接して自動的に位置決めされる。勿論、本発明にあって他方のモノフィラメント端の位置決め部をも設けることは可能である。
【0017】
【発明の実施形態】以下、本発明の代表的な実施の形態を添付図面を参照しながら具体的に説明する。図1〜図5は本発明の第1実施例を示しており、図1及び図2は同実施例に係るモノフィラメント端継ぎ装置の全体構成を概略的に示している。
【0018】図1及び図2において、基台1には継ぎ機支持テーブル2が設置されており、同継ぎ機支持テーブル2は起立部2aと水平部2bとからなる側面視でL字型をなすブロック材により構成されている。継ぎ機支持テーブル2の前記起立部2aには、正面視で左右一対の案内ロッド3a,3bが立設されており、前記水平部2bにはアンビル4が固設されている。このアンビル4は、図3に示すように略正方形の厚板材からなり、その前端縁の近傍には同端縁に沿って延設された直線状のモノフィラメント収容溝4aが形成されている。
【0019】また、前記アンビル4の後端部には正面視で左右から一対のブラケット部4b,4cが上方に突出して設けられている。このブラケット部4b,4cには、前記モノフィラメント収容溝4aに左右から挿入されるモノフィラメントMを一時的に同溝4a内に固定する一対のフィラメント固定部材5a,5bの後端部がピン4dを介してそれぞれが独立して回動自在に支持されている。
【0020】本実施例にあって、前記モノフィラメント収容溝4aの断面形状は深さ方向の溝幅が略一定であるほぼU字状をなしており、前記溝幅は継ごうすとるモノフィラメントMの径に略等しく設定されており、2本のモノフィラメントMを収容したとき上下に重なって、水平方向に横並びとなることがない。しかして、前記溝幅をモノフィラメントMの径に等しくしなければならないものではなく、多少は前記径よりも大きくしてもよいが少なくともモノフィラメントMの径の2倍よりは小さく設定すべきである。
【0021】また、前記モノフィラメント収容溝4aの溝幅を深さ方向に一定とする必要はなく、例えば図6に示すように溝幅を深さ方向に漸減された略V字断面としてもよい。この場合には、継ごうとするモノフィラメントMの径が変更されても、アンビル4を交換する必要がなく、多様の径のモノフィラメントMに対応することができる。
【0022】前記モノフィラメント収容溝4aの深さ方向の寸法は、継ごうとするモノフィラメントMの径の2倍以上であればよく、上下に重なったモノフィラメントMの端部の全てが収容できればよい。また、同モノフィラメント収容溝4aの略中央部はフィラメント端溶着部4eであり、前記一対のフィラメント固定部材5a,5bの前端部分は、前記フィラメント端溶着部4eと干渉することを避けて間隔をおいて配されている。また、各フィラメント固定部材5a,5bの前端部分の下面には、同フィラメント固定部材5a,5bが下方に回動したときに、丁度、前記モノフィラメント収容溝4aと嵌着する位置のそれぞれに薄板片からなる嵌着片5a′,5b′が下方に突出している。
【0023】本実施例にあっては、前記モノフィラメント収容溝4aのフィラメント端溶着部4eを挟んで左右の溝深さを変更している。具体的には、2本のモノフィラメントMの端部を重ね合わせたとき、そのいずれか一方のモノフィラメント端の位置にて段部4fを介して前記溝深さを変更しており、その深い方の溝深さを他方の溝深さよりもモノフィラメントMの径に相当する分だけ深くしている。つまり、前記モノフィラメント収容溝4aに左右から各モノフィラメントMを挿入嵌着させたとき、一方のモノフィラメントMの端面が前記段部4fの側面に当接して、底に位置決めされると共に、他方のモノフィラメントMの端部は前記一方のモノフィラメントMの端部の上面に載った状態で重ねられることになる。このときの前記段部4fは、前記一方のモノフィラメントMの端面位置を決めるための位置決め部材として機能する。
【0024】なお、本実施例では一方のモノフィラメントMの端面のみを位置決めしているが、例えば左側の嵌着片5a′の前記段部4fに対向する側部を同段部側に突出させるか、或いは同嵌着片5a′の幅を一方のモノフィラメントMの端面位置まで広く設定するかすればよい。この場合、一方のモノフィラメントMの端面を前記段部4fの側面に当接させたのち、前記嵌着片5a′を回動させて一方のモノフィラメントMの端部を溝内に押圧して固定したのち、他方のモノフィラメントMをモノフィラメント収容溝4aに収容すると共に、その端面を前記嵌着片5a′の側面に当接させることにより位置決めがなされる。
【0025】一方、モノフィラメント収容溝4aの上記フィラメント端溶着部4eに対応する上方位置には、超音波発振器6の下端に固設された工具ホーン6aが配されている。前記超音波発振器6は支持部材7により固定支持され、同支持部材7を介して上記案内ロッド3a,3bに案内されて昇降可能とされている。図示例によれば、前記支持部材7と上記基台1との杆に圧縮スプリング8が介装され、前記支持部材7を介して常に前記超音波発振器6を上方に付勢している。前記支持部材7の昇降操作は、例えば手動によりなされてもよいが、図示を省略した流体圧シリンダーを使って昇降させる方が工具ホーン6aのモノフィラメントMに対する押圧力が制御できることから好ましい。
【0026】いま、2本のモノフィラメントMの端部同士を継ぐには、例えば上記超音波発振器6をアンビル4の上方の待機位置におくと共に、ピン4dを中心に左右の各フィラメント固定部材5a,5bの先端を上方に回動させておく。この状態で、一方のモノフィラメント端部を上記モノフィラメント収容溝4aのうち左側の溝深さの深い溝部に挿入嵌着させると共に、同フィラメントMの端面を上記段部4fの側面に当接させたのち、左側のフィラメント固定部材5aを下方に回動させて、その嵌着片5a′により同モノフィラメントMを溝内に押圧固定する。
【0027】次いで、他方のモノフィラメントMの端部を前記モノフィラメント収容溝4aのうち右側の浅い溝部に挿入嵌着させると共に、他方のモノフィラメントMの端部を一方のモノフィラメントMのの上面に載った状態に重ねてから、右側のフィラメント固定部材5bを下方に回動させて、左側のモノフィラメントMを嵌着片5b′により溝内に押圧固定する。
【0028】こうして、2本のモノフィラメントMの端部を重ね合わせた状態で前記モノフィラメント収容溝4aに嵌着固定したのち、上方で待機している超音波発振器6を下降させて、工具ホーン6aによりモノフィラメントMの重なり部分を上方から押圧すると同時に、同超音波発振器6を作動して超音波溶着を開始する。この状態を、所要の時間継続してから超音波発振器6の作動を停止し、同超音波発振器6を上昇させると共に、上記左右のフィラメント固定部材5a,5bを上方に回動させて、モノフィラメントMの固定を解除する。
【0029】なお、上記操作手順は一例を述べているものであって、その操作手順は本発明の継ぎ装置の各部の設計上の変更などにより変更されるべきであり、上記操作手順に限定されるものではない。
【0030】以下は、上述の構成を備えた実施例装置による継ぎ操作の具体的な態様について述べる。本態様にあっては、前記超音波発振器6は最大出力が150W、発振周波数が28kHz、自動追尾方式であるため定振幅と周波数追尾とが自動制御される。また、使用するモノフィラメントMはポリエステルであり、溶着時のモノフィラメントMに対する加圧力は3.40kgF、一回の発振時間は1.70secとした。このときの溶着部における強伸度は14.5kgFであった。
【0031】図7は前述の継ぎ態様により得られたモノフィラメント端部同士の継ぎ部分の外観を示している。同図から理解できるように、継ぎ部の表面形態は僅かに溶融痕が残るだけで、しかも同継ぎ部の径も他の部分のフィラメント径と差ほど変わるところがない。これは、モノフィラメントMの重なり部分を上方から工具ホーン6aにより押圧されて変形すると共に、その側面が溝側面により規制された結果であり、その変形量の一部はフィラメントMの長手方向に流動する結果であると考えられる。従って、得られたフィラメントMの継ぎ部分は以降の工程通過性にも何ら支障がなく、連続工程を円滑に通過させることができる。更に既述したとおり、前記継ぎ部分の引張強度も他の部分の強度と殆ど同じである。
【0032】図8は、本発明の他の実施形態を示しており、上記実施形態にあっては基台1が固設されているが、本実施形態では基台1にキャスターなど取り付けて移動可能に構成している。他の構成は上記実施形態と実質的に変わるところがない。




 

 


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