JPH0156897B2 - - Google Patents

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JPH0156897B2
JPH0156897B2 JP11067382A JP11067382A JPH0156897B2 JP H0156897 B2 JPH0156897 B2 JP H0156897B2 JP 11067382 A JP11067382 A JP 11067382A JP 11067382 A JP11067382 A JP 11067382A JP H0156897 B2 JPH0156897 B2 JP H0156897B2
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torque wrench
clamp
fusion
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holder
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Takayuki Handa
Yasushi Takeuchi
Masumi Kato
Kyuji Seki
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチツク管等を融着接合する工程
を自動化できる融着機に関する。
従来、都市ガス用導管としては金属管が使用さ
れたが、中密度ポリエチレン管は都市ガス用導管
として適度な剛性と可撓性を有し、また金属管の
ように土中腐食の問題がなく半永久的に使用でき
るという優れた性質を有するもので、都市ガス用
導管として多用されている。
ところで、このようなポリエチレン管の接合に
は融着接合技術が取られているが、この融着接合
技術は融着面（接合面）の面取りを行い、ヒータ
で融着面を加熱して溶融し、接合すべき管を所定
の圧力でもつて所定時間相互に圧着し、冷却一体
を待つというもので、この技術を実施する各種の
融着機が開発・提案されている。しかしながら、
これらの従来提案された融着機には色々な欠点が
あつた。例えば特開昭56−40518号公報によつて
提案された融着機は、人手を要することなく所定
の圧着力を必要な時間だけ保持できるようにはな
つているが、この融着機を始めとして従来の融着
機は、その操作に熟練を要するという欠点があ
る。すなわち融着接合は、接合すべき管のサイズ
によつて、加圧溶融、加熱保持、圧着、冷却等各
工程時間が異るため、作業者はその時間を記憶す
るのに大変な努力を要し、又しばらく融着作業か
ら遠ざかつていると各工程の所要時間を忘れてし
まう等の問題もあつた。又時間の測定はストツプ
ウオツチのような秒針が見易い時計が使用されて
いるが、各工程毎の時間の計測は一度ストツプウ
オツチの秒針を零にすばやく戻して再スタートす
るか、又は各工程の積算時間を計算しなければな
らないので、専属の時間計測係を必要とした。更
には各工程の要所時間を間違えて、次の工程に移
つてしまうといつた問題もあつた。
したがつて本発明の目的は熱可塑性樹脂管を自
動的に熱融着できる融着機を提供するにある。本
発明によれば、融着に必要な各工程をプログラム
化し、融着機には、加圧力が減少するのを補償す
る補償機構、トルクレンチに加えられた力、した
がつて接合すべき管に加えられる加圧力が所定の
値に達すると信号を発する電気信号発信機構、ト
ルクレンチを所定の位置に保持するロツク機構、
トルクレンチが復元するとき作動する緩衝機構を
設けて、以て融着作業を半自動化し得るようにな
つている。
以下本発明の１実施例を示す図面によつて説明
する。
さて第１図および第２図を参照すると、本発明
を実施した融着機は接合すべき例えばポリエチレ
ン管を挟持する一対のクランプ機構C1，C2と、
トルクレンチ機構Ｔとからなつている。すなわち
第１図および第２図において２は接合すべき一方
の管の端部を挟持するクランプ、３は同他方の管
の端部を挟持するクランプで、クランプ２，３は
第２図に示すように割りリング４ａ，４ｂよりな
つていて、割りリング４ａ，４ｂの一方は固定さ
れ他方はそれにリンク５により枢支されており、
これらの割りリング４ａ，４ｂはその内側に断面
半円状のライナL1，L2を有し、第２図に示すよ
うに割りリング４ａ，４ｂを締付けたときに、ラ
イナL1，L2は把持する管の端部の直径と同じ内
径を有するようになつている。割りリング４ａ，
４ｂのライナL1，L2で管の端部を挟み、雌ねじ
管６とハンドル付き雄ねじ７よりなる押圧ねじの
雄ねじ７を雌ねじ管６に螺入することにより管の
端部を押圧挟持する。その際に管の端部は矯正さ
れる。符号８はプラスチツク管を加熱するための
ヒータ（図示せず）のヒータ受である。
クランプのうち一方のクランプ２は不動状態に
置かれ、他方のクランプ３の下方にはスライドベ
アリング９が設けられていて、軸１０，１０に沿
つて不動状態に置かれたクランプ２に向つてスラ
イドする。クランプ３を不動状態に置かれたクラ
ンプ２に向つて移動押圧するためのトルクレンチ
１１が設けられており、トルクレンチ１１の下端
はクランプ３に設けた軸３′にキー止めされたリ
ンク１２に連結され、次いで補償機構３０により
基台１に枢着されている。したがつてトルクレン
チ１１を操作することによりクランプ３は軸１
０，１０に沿いクランプ２に向つてスライドす
る。トルクレンチ１１は通常0.1〜900Kg・cmの押
圧力を与える。
トルクレンチ１１は、所定の押圧力の位置で固
定されるが、そのためにトルクレンチ保持体１４
が設けられ、その下端部分は緩衝機構５０を介し
て基台１のブラケツト１５に、また上端部分はロ
ツク機構７０を介してトルクレンチに設けたブラ
ケツト１７に枢着されている。
なお、２０は下方にスライドベアリング２１が
設けられていて、軸１０，１０に沿つて移動する
面取り用カツターを収容しているカツターケース
である。
このカツターケース２０はピン２１の所で枢動
自在に取付けられ、そして外部にモータ８（図示
せず）と側面に回転カツタ２２を備え、刃２３が
面取り作業を行うようになつている。したがつて
面取り作業時にはピン２１の所で枢動させて回転
カツタ２２をクランプ２，３の間に挿入すれば、
クランプした管の面取りをし、管の端面をその軸
線に対して正しく直角にすることができる。
さらに固定割りリング４ｂにはその突出長さを
調整できるようにクランプストツパ３０，３０が
設けられ面取り作業時にカツターケース２０とク
ランプ２，３間の長さを制限するようになつてい
る。
以上の構成は実質的に特開昭56−40518号公報
記載の従来例と同様である。
さてトルクレンチ１１に設けられている電気信
号発信機構９０は、トルクレンチ１１が操作され
てある加圧値に達すると信号を発するもので、第
３図および第４図に示す実施例では、トルクレン
チ１１と共に揺動するラツク９１と、該ラツクに
よつて回転されるピニオン９２及びピニオンの回
転によつて回転される可変抵抗器９３とから構成
されている。そしてトルクレンチは把手９４と板
ばね体９５とから成り、板ばね体の下方端部はク
ランプ３に設けた軸３′に固定されている。そし
てトルクレンチの略中間位置には、第４図に示す
ようにＬ字形部材９６（第４図）が固定され、こ
の部材に目盛板９７とラツク取付部材９８とが取
付けられている。
指示針９９は、トルクレンチ１１にトルクが加
わらない時には、トルクレンチと一体的に揺動す
るように設けられていて、該指示針の本体部分９
９′にブラケツト１００が固着され、このブラケ
ツト１００に可変抵抗器９３が設けられている。
可変抵抗器９３の軸１０１にはピニオン９２が固
着され、軸１０１の端部分はスリツト１０２を有
する案内板１０３で案内されるようになつてい
る。
指示針９９、したがつて可変抵抗器９３と、ト
ルクレンチ１１との間には相対的な運動が生じる
ので、保護カバー１０４の天井部分１０５とＬ字
形部分９６には指示針９９が左右動（第３図にお
いて）できる溝（図示されず）が設けられ、指示
針９９は、これらの溝を貫通している。
ロツク機構７０は、トルクレンチ保持体１４に
設けられるものである。すなわちトルクレンチ保
持体１４は、油圧シリンダ５１と該シリンダに摺
動自在に挿入されているピストン７１のロツド７
２とから成つている。そしてロツド７２の先端は
ブラケツト１７に枢着７４され、シリンダ５１の
下端は基台１のブラケツト１５に取付ブラケツト
１５′を介してピン５２によつて枢着され、この
ロツド７２と油圧シリンダ５１とにまたがつてロ
ツク機構７０が設けられている。ロツク機構７０
は第５図に示すように、油圧シリンダ５１側に固
定されているソレノイド７４および爪付金具７５
と、ロツド７２の外周に長手方向に形成されてい
る係合突起７６とからなつている。爪付金具７５
は、支持台７７にピン７８で枢着されている。そ
してばね７９の復元力によつて、ソレノイド７４
が通電されないときは、爪８２は突起７６と係合
しないがソレノイド７４に通電されると、ソレノ
イドのピン８０が爪付金具７５の腕７５′の長孔
８１に係合していて、腕７５′をばね７９に抗し
て矢印Ａ方向に引き寄せる。従つて爪８２が突起
７６に係合し、油圧シリンダ５１とロツド７２と
がロツクされる。
緩衝機構５０は例えば第５図に示されているよ
うに構成されている。すなわち油圧シリンダ５１
とピストン７１との間に油が充填されていて、こ
の油が細孔５３を通つてタンク５４に流出すると
き緩衝するようになつている。なお、シリンダ５
１の底部には栓５５がＯリング５６を介して挿入
されていて、この栓の挿入量を加減することによ
つて細孔５３の大きさ、従つてピストン７１の戻
り速度を調節することができるようになつてい
る。
補償機構３０は、第６図に示すようにリンク１
２にピン３１で枢着されているばね受３２と、基
台１に固定されている支持台３３にピン３４で枢
着されているばね台３５と、ばね受３２とばね台
３５との間に介装されているスプリング３６とか
ら成つている。そしてばね受３２にピン３８ａで
固定されたガイド部３７は、ばね台３５の筒部３
８によつて案内され、ばね受３２はコイルスプリ
ング３６によつてばね台３５から離間する方へ付
勢されている。
管を融着接合する場合の、加圧力、溶融時間、
圧着時間等は、管のサイズによつて異るので、本
発明ではこれら各工程がプログラム化されている
が、そのプログラムの切換が、管をクランプする
ライナの交換時に行われるようになつている。す
なわちプログラムの切換機構１１０は第７図およ
び第８図に示すようにライナL2にビス１１１，
１１１などで固定されている作動カム１１２と、
該カムによつて操作されるリミツトスイツチ１１
３とから成つている。リミツトスイツチ１１３
は、作動カム１１２がローラ１１４を押圧すると
リンク機構を介して作動されるが、ライナーL2
を外すとリミツトスイツチ１１３が働かずリミツ
トスイツチ１１３の接点１１５のオン、オフでプ
ログラムが自動的に切換わる。なお第８図中の符
号１１７はリミツトスイツチ１１３の保護カバー
を示す。
次に前述の融着機を用いてポリエチレン管を融
着接合する手順を説明する。クランプ２，３の雄
ねじ７を緩めて割りリング４ａ，４ｂ内に管の端
部を挿入し、次いで雄ねじ７を締めて管の直径の
差異に応じてライナL1，L2を適宜交換すること
によつて、管P1，P2を正しく位置決めして把持
できる。
なお、ライナL2を取り外すことによつてプロ
グラムが自動的に切換わることは明らかである。
次にカツター２２で管の融着面（接合面）の面
取りなどを行い、そして第１図において矢印Ｂで
示す方向にトルクレンチ１１を回動する。すると
第９図に示す作動ダイヤグラムに従つて半自動的
に融着されることになる。すなわち呼び径が50A
の管の場合について説明すると、トルクレンチ１
１を回動して、接合すべき面を図示されないピー
タに押圧し、その値が約1.3Kg／cm2に達すると、
可変抵抗器９３から信号がロツク機構７０のソレ
ノイド７４に印加される（なおトルクレンチを回
動させるとラツク９１が移動し、従つてピニオン
９２および可変抵抗器９３が回転して電気信号が
発せられる）。
するとトルクレンチ支持体１４はロツクされ
る。この状態が加圧溶融工程であり、プリアラー
ム時間T5も含めて約10秒接続される。なおこの
状態ではロツク機構７０が作動しているので、次
の操作には移ることはできない。
プリアラームおよびアラームが適当な時間（そ
れぞれT5＋T7、T7）作動し、定められた加圧溶
融時間が経過すると、ロツク機構７０が解放され
る。そうするとトルクレンチのばね力によつてト
ルクレンチは元の位置に復帰するが、この時緩衝
機構５０が作動し、衝撃的な復帰及びばねの振動
が緩衝されることになる。トルクレンチがほぼ零
位置に戻つた時点（ラツク９１とピニオン９２と
の噛合状態で検出する）で再びロツク機構７０が
作動し、加熱保持工程になる。この工程はプリア
ラーム時間T5も含めて約40秒持続する。
規定時間に達するとアラームが作動すると共に
ロツク機構７０が解放される。そうするとトルク
レンチ１１の操作が可能になるので、トルクレン
チを引戻し、クランプを開きヒータをすばやく取
り外す。そしてトルクレンチを再び回動して両管
P1，P2の接合面に圧着力を加える。この圧着力
が約1.3Kg／cm2に達すると、ロツク機構７０が働
き、トルクレンチ保持体１４がロツクされる（ト
ルクレンチ１１が回動されて、約1.3Kg／cm2に達
すると、ラツクとピニオンの作動により、可変抵
抗器９３からロツク機構７０のソレノイド７４に
信号が印加されてロツク機構が働く）。圧着工程
は約40秒持続される。圧着工程終了の前の或る決
められた時間になるとプリアラームが作動し、終
了するとアラームが作動すると共にロツク機構７
０が解放される。トルクレンチが零位置に復帰す
ると再びロツク機構が作動し、次の冷却工程（約
180秒）が終了するまでロツク状態が保持される。
冷却工程が終わると自動的にロツクが解け、融着
作業は終了する。
なお、加圧溶融工程中或いは圧着工程中に、接
合すべき管の端部が互いにめり込んで、クランプ
が前方に移動しても、加圧は補償機構３０によ
り、補償されることになる。第９図は融着の各工
程を示すタイムテーブルで、通常はに従つて融
着作業は遂行されるが、ヒータの除去に時間がか
かり過ぎた場合はで示すようにプリアラーム
も、アラームも作動し続き、またロツク機構７０
もロツク状態になつたままであるので、それ以降
の操作は不可能となる。従つて融着作業は始めか
らやり直すことになる。
なお、接合すべき管を50Aから75Aへ変更する
ために、ライナL2取り外すと、マイクロスイツ
チが作動しなくなり、75Aの管も前述したように
融着接合されることは明らかである。
以上説明したように、本発明によるとポリエチ
レン管の接合の各工程がプログラム化されている
ので、手動操作による部分は、第９図に示すよう
に、トルクレンチの加圧操作とヒータの取り外し
だけで、他の工程は自動的に行われる。従つて前
述したような従来の欠点が完全に解消されてい
る。また本発明は、ポリエチレン管の端部を相互
に接合するいわゆるパツド融着について説明した
が、クランプのサドルを変更するだけで、元管に
枝管を接続する場合にも適用できることは明らか
である。
さて本発明は、以上のように実施されるが、他
にも色々と実施可能である。例えば図示されては
いないが、電気信号発信機構は、ラツクを指示針
側に、ピニオンをトルクレンチ側に設けることも
可能であり、またトルクレンチの変位によりマイ
クロスイツチを作動させること等で構成すること
も可能である。ロツク機構は第１０図に示すよう
に構成することもできる。すなわち第５図に示す
部材と同様な部材には同じ符号にスラツシユ符号
を付加して重複説明は省略するが、油圧シリンダ
５１′のピストンヘツド室８４′とロツド室８３′
とをバイパス管８５′で結び、このバイパス管に
ソレノイドバルブ８６′を、望ましくは調節弁８
７′も介装して達成できる。ソレノイドバルブ８
６′が閉鎖されるとシリンダ内の油の移動が阻止
されてピストンロツド７２′がロツクされるから
ロツク機構として作動する。また調節弁８７′を
設けておくと、この弁で油が絞られてロツクが解
放されるときにトルクレンチが復元する緩衝作用
もするという利点も得られる。緩衝機構も、油圧
式に変えて機械的なものに変更できる。例えば第
１１図に示すように、シリンダ５１ａとロツド
（ピストン）７２ａとの間にフエルトＦを挿入し
て、フエルトとロツドとの間の摩擦力で緩衝する
ようにすることもできる。そしてこの場合の緩衝
力は、フエルト押え８８ａの差し込み量を調節ボ
ルト８９ａで調節することによつて加減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る融着機の実施例を示すもの
であつて、第１図は全体の正面図、第２図は同側
面図、第３図は電気信号発信機構の拡大正面図、
第４図は同側面図、第５図はロツク機構と緩衝機
構の拡大正面図、第６図は補償機構の１実施例を
示す拡大正面図、第７図はサイズ切替機構の１実
施例を示す正面図、第８図は同側面図、第９図は
プログラムの１例を示すタイムテーブル表、第１
０図はロツク機構の他の実施例を示す模式図、第
１１図は緩衝機構の他の実施例を示す模式図であ
る。 １１……トルクレンチ、１４……トルクレンチ
保持体、３０……補償機構、５０……緩衝機構、
７０……ロツク機構、９０……電気信号発信機
構、C1，C2……クランプ機構、Ｔ……トルクレ
ンチ機構。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 接合すべき管の端部分を挟持し、一方が他方
    に向つて移動自在に構成されている一対のクラン
    プ機構と、前記管の接合される端部分を加熱溶融
    するヒータと、前記移動自在のクランプ機構を他
    方のクランプ機構に向つて移動させて前記管の端
    部分とヒータとの間或いは管の端部分の相互の間
    に所定の加圧力を与えるトルクレンチ機構と、該
    トルクレンチ機構を所定の位置に保つトルクレン
    チ保持体とから成り、前記トルクレンチ機構には
    トルクレンチと指示針との間に所定の相対運動が
    生じたとき電気信号を出す電気信号発信機構が設
    けられ、前記トルクレンチ保持体に設けられてい
    るロツク機構は、前記電気信号発信機構からの信
    号によつてトルクレンチをロツクし、プログラム
    化された所定の時間が経過すると解放するように
    構成されていることを特徴とする融着機。 ２ トルクレンチ保持体には、トルクレンチが解
    放されてばね力によつて復元するときに生じる衝
    撃或いは振動を吸収する緩衝機構が設けられてい
    る特許請求の範囲第１項記載の融着機。 ３ トルクレンチ機構には、トルクレンチがロツ
    クされているときに一方のクランプ機構に対する
    他方のクランプ機構の移動量を補償する補償機構
    が設けられている特許請求の範囲第１項記載又は
    第２項記載の融着機。 ４ 一対のクランプ機構の一方には、ライナの交
    換によつて融着工程のプログラムが自動的に切換
    わるプログラム切換機構が設けられている特許請
    求の範囲第１〜第３項のいずれかの項に記載され
    た融着機。
JP57110673A 1982-06-29 1982-06-29 熱可塑性樹脂管の融着機 Granted JPS591213A (ja)

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GB8317615A GB2124316B (en) 1982-06-29 1983-06-29 Fusion jointing apparatus

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US4684430A (en) 1987-08-04
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