JPH1177834A - 熱可塑性樹脂配管材用融着機 - Google Patents

熱可塑性樹脂配管材用融着機

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JPH1177834A
JPH1177834A JP23849397A JP23849397A JPH1177834A JP H1177834 A JPH1177834 A JP H1177834A JP 23849397 A JP23849397 A JP 23849397A JP 23849397 A JP23849397 A JP 23849397A JP H1177834 A JPH1177834 A JP H1177834A
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JP
Japan
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pipe
clamps
fusion
heating
pressing force
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JP23849397A
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English (en)
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Yukio Hamano
幸雄 浜野
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】バット融着においても、常に、正確に配管材と
配管材とを融着することができる熱可塑性樹脂配管材用
融着機を提供することを目的としている。 【解決手段】2つのクランプでそれぞれ融着面が対面す
るように把持された配管材を、その融着面がヒーター板
で加熱溶融されたのち、1方のクランプを他方のクラン
プ側へスライドさせて両融着面を突き合わせるにあた
り、溶融から突き合わせ直前までのスライドを高速で行
い、突き合わせ位置直前の突き合わせ準備位置まできた
ことをセンサが検知すると、スライド速度を自動的に低
速にして突き合わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂配管
材用融着機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の熱可塑性樹脂配管材用融着機は、
通常、融着面を予め切削装置等を用いて薄く削りとり、
表面の酸化膜を取り除くとともに、必要に応じてアセト
ンを含ませた布等で表面の油分を取り除いた配管材を、
ヒーター板やヒーターフェイス等の加熱体を間に挿入可
能な間隔を開け、互いの融着面を対面させるように架台
上に設けられたクランプにそれぞれ把持させる。
【0003】そして、加熱体を、架台のクランプとクラ
ンプとの間に設けられた支持部材に支持させたのち、両
クランプを支持部材方向へ相対的にスライドさせて加熱
体の両面に配管材の融着面を押し当てて加熱体の熱によ
って融着面を加熱溶融する。
【0004】つぎに、融着面が溶融したら、クランプを
逆方向へスライドさせて一旦加熱体を配管材と配管材の
間から取り除いたのち、再びクランプを他方のクランプ
方向へスライドさせて両融着面を直接所定の圧力で突き
合わせ融着するようになっている(特開平6−8331
号公報、特開平9−85828号公報等参照)。
【0005】また、特開平2−101718号公報に開
示されている融着機では、クランプをスライドさせる駆
動手段が低速駆動と高速駆動とに手動で切り替えること
ができるようになっていて、加熱体としてのヒーターフ
ェイスに管および継手を嵌合させる時に低速駆動させ、
融着面がヒーターフェイスで溶融されたら、高速駆動で
素早く引抜いて嵌合を解除したのち、再び管と継手とを
嵌合させて融着させるようになっている。
【0006】すなわち、この融着機では、ヒーターフェ
イスとの嵌合を素早く引き抜くことによって、樹脂の偏
りを防止し、その後の接合時に一定の接合品質を得るよ
うにしている。
【0007】しかしながら、上記の融着機では、低速駆
動と高速駆動とを手動で行うようになっているため、ク
ランプをスライドさせている途中で低速から高速あるい
は高速から低速への切り替えを正確に行うことができな
い。したがって、融着面が溶融されたのちの、配管材と
配管材との接合は高速駆動状態で行わざるを得ず、特に
バット融着において問題がある。
【0008】すなわち、バット融着の場合、配管材の管
端面と管端面とが突き合わされて融着されるようになっ
ているため、溶融した管端面、すなわち、融着面が上述
のように高速で突き合わされると、突き合わせ時の衝撃
で溶融した樹脂部分が外側に逃げてしまい、溶融してい
ない部分同士が突き合わされて巧く接合ができなくなる
恐れがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて、バット融着においても、常に、正確に配
管材と配管材とを融着することができる熱可塑性樹脂配
管材用融着機を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
かかる熱可塑性樹脂配管材用融着機(以下、「請求項1
の融着機」と記す)は、このような目的を達成するため
に、融着される2つの配管材をその融着面が対面するよ
うに把持する2つのクランプと、両クランプの間の加熱
溶融位置に着脱自在になっている加熱体とを備え、駆動
手段により、2つのクランプおよび加熱体を、相対的に
スライドさせてクランプに把持された配管材の融着面
を、加熱体の加熱面に押し当てて溶融したのち、両クラ
ンプを逆方向に相対的にスライドさせて加熱体を離脱
し、再び両クランプに把持された配管材を相対的にスラ
イドさせて溶融状態の融着面を突き合わせて両配管材を
融着するようになっている熱可塑性樹脂配管材用融着機
において、駆動手段の制御手段と、両配管材が突き合わ
せ位置直前の突き合わせ準備位置まで相対的にスライド
したことを検知する突き合わせ位置センサとを備え、こ
のセンサが両配管材が突き合わせ準備位置までスライド
したことを検知すると、制御手段が、駆動手段による融
着面の加熱体への押圧力を予め両配管材の種類、口径毎
に設定された押圧力に自動的に切り替えるとともに、ス
ライド速度を低速化させるようになっている構成とし
た。
【0011】また、請求項1の融着機は、請求項2のよ
うに、配管材の融着面が加熱体の加熱面に近接したこと
を検知する加熱位置センサを備え、制御手段が、予め両
配管材の種類、口径毎に設定された溶融時の押圧力に駆
動手段の押圧力を自動的に切り替えるようになっている
こと、あるいは、請求項3のように、2つのクランプに
よって把持された配管材の間に装着自在で、両クランプ
とともに相対的にスライドして、配管材の管端面が押し
当てられて管端面を切削または研磨し融着面を露出させ
る切削手段または研磨手段と、配管材の管端面が切削ま
たは研磨位置に近接したことを検知する切削位置センサ
または研磨位置センサとを備え、制御手段が、予め両配
管材の種類、口径毎に設定された切削手段または研磨手
段への押圧力を自動的に切り替えるようになっているこ
とが好ましい。
【0012】上記構成において、特に限定されないが、
ヒーター板またはヒーターフェイスを装着位置へ装着す
る工程、クランプを両配管材が近づく方向にスライドさ
せて配管材の融着面をそれぞれヒーター板またはヒータ
ーフェイスの加熱面に押し当てる工程、融着面を溶融
後、クランプを両配管材が離れる方向にスライドさせた
のち、両配管材の間からヒーター板またはヒーターフェ
イス離脱させる工程、およひ、再びクランプを両配管材
の端面が突き合うまでスライドさせて、所定の圧力で圧
接し両配管材を融着する工程を自動的に実施できるよう
にすることが好ましい。
【0013】加熱体としては、両配管材の融着面を加熱
溶融可能な面を両面に備えていれば、特に限定されない
が、ヒーター板やヒーターフェイスが挙げられる。2つ
のクランプおよび加熱体を、相対的にスライドさせる方
法は、加熱体を架台上に固定された支持部材に支持させ
て固定状態とし、2つのクランプを支持部材に向けて両
側からスライドさせる方法や、一方のクランプを固定
し、支持部材および他方のクランプを一方のクランプに
向かってスライドさせる方法が挙げられる。
【0014】本発明の融着機により融着可能な配管材の
材質は、熱融着可能であれば、特に限定されないが、た
とえば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。また、本発
明の融着機により融着可能な配管材の形状は、特に限定
されず、たとえば、直管と直管、受口管と短管、チーズ
とチーズなどの組み合わせが挙げられる。
【0015】駆動手段としては、特に限定されないが、
たとえば、空気圧シリンダー、油圧シリンダーが挙げら
れるが、速度制御などの精度を考慮すると油圧シリンダ
ーが好ましい。センサとして、突き合わせ位置センサ
や、切削位置センサまたは研磨位置センサ以外に、クラ
ンプの後退端を検知する後退端センサなど他のセンサも
設けるようにしても構わない。
【0016】センサの種類としては、特に限定されない
が、たとえば、近接スイッチと永久磁石とを組み合わせ
たものなどが挙げられる。また、センサの位置は、固定
でも構わないが、クランプのスライド方向にスライドし
て検知位置を調整できるようにしておくことが好まし
い。センサの検知位置の調整幅は、特に限定されない
が、0.1mm〜50mm程度が好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図1〜図4は本発明
にかかる熱可塑性樹脂配管材用融着機の実施の形態をあ
らわしている。
【0018】図1および図2に示すように、この熱可塑
性樹脂配管材用融着機(以下、「融着機」とのみ記す)
1は、架台2と、固定クランプ3と、可動クランプ4
と、切削手段としての切削装置5と、加熱溶融装置6
と、支持台7と、操作盤8と、油圧ユニット9とを備え
ている。固定クランプ3は、架台2上に固定されてい
て、融着される一方の配管材P1を把持できるようにな
っている。
【0019】可動クランプ4は、図1に示すように、融
着される他方の配管材P2を把持できるようになってい
るとともに、図5に示すように油圧ユニット9に接続さ
れた油圧シリンダ41によって、架台2上に設けられた
レール21,21上を固定クランプ3方向に進退するよ
うになっている。すなわち、油圧シリンダ41は、切り
替え弁91を正転位置、逆転位置、中立位置のいずれか
に切り替えることにより、進退および停止するようにな
っているとともに、操作盤8内に設けられた操作手段8
1からの信号によりリリーフ回路92に設けた電磁弁が
開閉して油圧が調整され、低速と高速との切り替えある
いは押圧力の低圧と高圧との切り替えが可能になってい
る。
【0020】切削装置5は、図2,図3および図5に示
すように、可動クランプ4のレール21,21に沿って
平行に設けられたレール22,22上にスライド自在に
支持された基台51と、両面に刃52aが設けられた円
盤状のカッター板52と、このカッター板52を回転自
在に支持し,基台51に回動自在に枢支されたアーム5
3と、アーム53上に固定され、カッター板52を回転
駆動させるモータ54と、アーム53をその枢支軸回り
に回転駆動させる油圧シリンダ55とを備えている。
【0021】アーム53は、後述する支持台7の係止溝
71に係合する係止爪53a,53aを備えている。
【0022】加熱溶融装置6は、図2,図4および図5
に示すように、切削装置5と同じレール22上にスライ
ド自在に支持された基台61と、加熱体本体としてのヒ
ーター板62およびヒーター板62を支持し基台61に
回動自在に枢支されたアーム63からなる加熱体6a
と、支持部材装着部としてのアーム63をその枢支軸回
りに回転駆動させる油圧シリンダ64とを備えている。
【0023】なお、ヒーター板62は、図示していない
が、温度センサが内部に設けられていて、温度センサに
よってヒーター板62の温度を測定し、その結果を操作
盤8の制御手段81に送るようになっている。
【0024】また、アーム63は、後述する支持台7の
係止溝71に係合する係止爪63a,63aを備えてい
る。さらに、切削装置5と加熱溶融装置6とは、駆動手
段としての空気圧シリンダ(図示せず)によってそれぞ
れレール22に沿って切削位置あるいは加熱溶融位置ま
でスライドするようになっている。
【0025】支持台7は、図3に示すように、レール2
1,21の外側に平行に設けられた支持台用レール2
3,23にスライド自在に支持されているとともに、リ
ンク72を介して可動クランプ4と接続されていて、油
圧シリンダ41によって可動クランプ4がスライドさせ
られると、同時に可動クランプ4と同一方向に可動クラ
ンプ4の略1/2の可動幅でスライドするようになって
いる。
【0026】支持台7は、また、その両端部に支柱74
が立設されていて、支柱74の上端に設けられた係止溝
71に切削装置5の係止爪53a,53aまたは加熱溶
融装置6の係止爪63a,63aが装着位置にきた時に
係合するようになっている。
【0027】さらに、この融着機1は、図6および図7
に示すように、突き合わせ位置センサS1、加熱位置セ
ンサS2、切削送り端センサS3、切削位置センサS
4、後退端センサS5を備えている。
【0028】各センサS1〜5は、図6および図7に示
すように、近接スイッチS11,S21,S31,S41,S51
と永久磁石S12,S22,S32,S42,S52とから構成さ
れていて、近接スイッチS11,S21,S31,S41,S51
が架台2から立ち上がるように設けられた固定プレート
28の所定位置に固定されており、永久磁石S12,
S 22,S32,S42,S52が、可動クランプ4の側面に固
定された支持プレート42の、対応する近接スイッチS
11(またはS21,S31,S41,S51)と同じ高さ位置に
設けられた長孔43・・・43にそれぞれスライド可能
に支持固定されている。
【0029】長孔43は、幅が50mmとなっていて、永
久磁石S12,S22,S32,S42,S 52を所定のスライド
位置にスライドさせて固定することによって、センサの
検知位置を調整できるようになっている。操作盤8は、
前述のように制御手段81を有し、この制御手段81
が、各センサが可動クランプ4の位置が所定位置にきた
ことを検知すると、油圧シリンダ41の油圧を予めプロ
グラムされた油圧に切り替えて可動クランプ4のスライ
ド速度および油圧シリンダ41の押圧力をコントロール
するようになっている。
【0030】以下に、この融着機1の動作を作業工程順
に説明する。 A.準備工程 操作盤8に設けられたヒーター板62の電源(図示
せず)を入れて、ヒーター板62を昇温加熱する。
【0031】 固定クランプ3および可動クランプ4
のそれぞれに融着される配管材P1,P2を融着面同士
が対面するように把持する。 融着される配管材P1,P2の種類および口径に応
じた検知位置となるように、各永久磁石S12,S22,S
32,S42,S52を長孔43に沿ってスライドさせる。
【0032】B.切削工程 操作盤8の切削開始のスイッチ(図示せず)を入
れ、両配管材P1,P2の管端面を切削する。すなわ
ち、切削開始のスイッチが入ると、切削装置5が、支持
台7のところまで移動したのち、油圧シリンダ55が作
動してアーム54を回動し、切削装置5の係止爪53
a,53aが支持台7の係止溝71,71に係合し、カ
ッター板52が支持台7に支持されるようになる。
【0033】そして、カッター板52がモータ54によ
って回転駆動されるとともに、まずリリーフ回路92が
閉じた状態で、油圧シリンダ41によって可動クランプ
4が固定クランプ3側に、スライドする。すなわち、高
圧かつ高速でスライドする。つぎに、可動クランプ4と
ともにスライドする切削位置センサS4の永久磁石S42
が対応する近接スイッチS41のところまで達すると、制
御手段81がその信号受けてリリーフ回路92の電磁弁
を作動させてリリーフ回路92を開放して油圧シリンダ
41にかかる油圧を切削に必要な押圧力になるまで低下
させる。
【0034】そして、切削が進行し、可動クランプ4と
ともにスライドする切削送り端センサS3の永久磁石S
32が対応する近接スイッチS31のところまで達すると、
制御手段81がその信号を受けて切り替え弁91を中立
位置になるように切り替え油圧シリンダ41の押圧力を
0にする。すなわち、カッター板52に押しつけられた
配管材P1,P2の管端面が、押しつけによって切削さ
れ、酸化のない面が融着面として露出すると、もうそれ
以上切削されないようにする。
【0035】つぎに、制御手段81が切り替え弁91を
逆転位置に切り替えるとともに、リリーフ回路92の電
磁弁を作動させてリリーフ回路92を閉じた状態にして
油圧シリンダ41を逆方向に駆動させて可動クランプ4
を逆方向に高速でスライドさせる。そして、可動クラン
プ4とともにスライドする後退端センサS5の永久磁石
S 52が対応する近接スイッチS51の所までくると、制御
手段81がその信号を受けて、切り替え弁91を中立位
置に切り替えて可動クランプ4を停止する。
【0036】つぎに、カッター板52の回転が停止する
とともに、アーム53が引上げられる。 必要に応じて切削面、すなわち、融着面をアセトン
をしみ込ませた布またはペーパータオルでふき、油分や
汚れを除去する。 配管材P1,P2の芯合わせをする。
【0037】C.融着工程 図8に示すように、操作盤8の自動融着のスイッチ
をONにし、両配管材P1,P2を自動融着する。すな
わち、自動融着のスイッチをONにすると、温度センサ
から送られてきたヒーター板62の温度が設定温度まで
上がっている時は、レール22上を加熱融着装置6が装
着位置まで移動し、アーム63が回動してヒーター板6
2が両配管材P1,P2の間に臨む。この時に、加熱溶
融装置6の係止爪63a,63aが支持台7の係止溝7
1,71に係合する。
【0038】そして、リリーフ回路92が閉じた状態で
油圧シリンダ41によって可動クランプ4が固定クラン
プ3側にスライドする。すなわち、高圧かつ高速でスラ
イドする。
【0039】つぎに、可動クランプ4とともにスライド
する加熱位置センサS2の永久磁石S22が対応する近接
スイッチS21のところまで達すると、制御手段81がそ
の信号受けてリリーフ回路92の電磁弁を作動させてリ
リーフ回路92を開放して油圧シリンダ41にかかる油
圧を所定の押圧力p1 になるまで減圧し、低速にしてヒ
ーター板62に突き当てるとともに、タイマーを作動さ
せて配管材P1,P2の種類、口径に応じた加熱時間t
1 だけその状態を保持し配管材P1,P2の融着面を加
圧溶融する。
【0040】所定の加圧溶融時間の経過後、制御手段8
1が切り替え弁91を中立位置に切り替えて油圧シリン
ダ41の押圧力p2 を0圧にして所定時間t2 だけ加熱
保持する。所定時間t2 の経過後、制御手段81が切り
替え弁91を逆転位置に切り替えるとともに、リリーフ
回路92の電磁弁を作動させてリリーフ回路92を閉じ
て油圧シリンダ42にかかる油圧を高圧にして可動クラ
ンプ4を高速で後退させる。
【0041】つぎに、可動クランプ4とともにスライド
する後退端センサS5の永久磁石S 52が対応する近接ス
イッチS51の所までくると、制御手段81がその信号を
受けて、切り替え弁91を中立位置に切り替えて可動ク
ランプ4を停止する。可動クランプ4が停止すると、ア
ーム63が回動してヒーター板62が支持台7の上方に
持ち上げられて除去され、直ちに制御手段81が、切り
替え弁91を正転位置に切り替え、可動クランプ4を再
び固定クランプ3側へ高速でスライドさせる。
【0042】可動クランプ4とともにスライドする突き
合わせ位置センサS1の永久磁石S 12が対応する近接ス
ルイッチS11のところまで達すると、制御手段81がそ
の信号受けてリリーフ回路92の電磁弁を作動させてリ
リーフ回路92を開放して油圧シリンダ41にかかる油
圧を所定の押圧力p3 になるまで減圧し、低速にしてヒ
ーター板62に突き当てるとともに、タイマーを作動さ
せて配管材P1,P2の種類、口径に応じた時間t3 だ
けその状態を保持して圧着する。
【0043】所定時間t3 経過後、制御手段81が切り
替え弁91を中立位置に切り替えて油圧シリンダ41の
押圧力p4 を0圧にした状態で、融着部を所定時間t4
冷却固化して融着配管材を得る。
【0044】すなわち、この融着機1によれば、ヒータ
ー板62によって融着面を融着したのち、突き合わせ準
備位置まで、可動クランプ4が高速で前後にスライドす
るため、突き合わせまでに溶融した樹脂が固化すること
がない。しかも、突き合わせ準備位置までくると、可動
クランプ4のスライド速度が自動的に減速され、両配管
材P1,P2の融着面同士が正確に突き合わされる。し
たがって、常に、所定の接合強度で融着することができ
る。
【0045】本発明にかかる融着機は、上記の実施の形
態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、
融着機が切削装置を備えていたが、切削装置は設けられ
ていなくても構わない。
【0046】また、上記実施の形態では、加熱融着装置
がヒーター板の装着、融着面の溶融、ヒーター板の離
脱、融着の一連の工程を連続して自動的に行うようにな
っているが、ヒーター板の支持部材への装着は手動で行
うようにしても構わない。
【0047】
【発明の効果】本発明にかかる融着機は、以上のように
構成されているので、バット融着においても、常に、正
確に配管材と配管材とを融着することができる。すなわ
ち、製品の品質安定性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる融着機の実施の形態をあらわす
平面図である。
【図2】図1の融着機の正面図である。
【図3】図1の融着機の切削装置部分の拡大図である。
【図4】図1の融着機の加熱溶融装置部分の拡大図であ
る。
【図5】図1の融着機の油圧回路図である。
【図6】図1の融着機の可動クランプ部分をあらわす正
面図である。
【図7】図1の融着機の可動クランプ部分をあらわす側
面図である。
【図8】図1の融着機の融着工程の流れ図である。
【符号の説明】
P1,P2 配管材 1 融着機 2 架台 3 固定クランプ 4 可動クランプ 5 切削装置 52 カッター板 6a 加熱体 62 ヒーター板(加熱体本体) 63 アーム(支持部材装着部) 7 支持部材 81 制御手段 S1 突き合わせ位置センサ S2 加熱位置センサ S3 切削送り端センサ S4 切削位置センサ S5 後退端センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】融着される2つの配管材をその融着面が対
    面するように把持する2つのクランプと、両クランプの
    間の加熱溶融位置に着脱自在になっている加熱体とを備
    え、駆動手段により、2つのクランプおよび加熱体を、
    相対的にスライドさせてクランプに把持された配管材の
    融着面を、加熱体の加熱面に押し当てて溶融したのち、
    両クランプを逆方向に相対的にスライドさせて加熱体を
    離脱し、再び両クランプに把持された配管材を相対的に
    スライドさせて溶融状態の融着面を突き合わせて両配管
    材を融着するようになっている熱可塑性樹脂配管材用融
    着機において、駆動手段の制御手段と、両配管材が突き
    合わせ位置直前の突き合わせ準備位置まで相対的にスラ
    イドしたことを検知する突き合わせ位置センサとを備
    え、このセンサが両配管材が突き合わせ準備位置までス
    ライドしたことを検知すると、制御手段が、駆動手段に
    よる融着面の加熱体への押圧力を予め両配管材の種類、
    口径毎に設定された押圧力に自動的に切り替えるととも
    に、スライド速度を低速化させるようになっていること
    を特徴とする熱可塑性樹脂配管材用融着機。
  2. 【請求項2】配管材の融着面が加熱体の加熱面に近接し
    たことを検知する加熱位置センサを備え、制御手段が、
    予め両配管材の種類、口径毎に設定された溶融時の押圧
    力に駆動手段の押圧力を自動的に切り替えるようになっ
    ている請求項1に記載の熱可塑性樹脂配管材用融着機。
  3. 【請求項3】2つのクランプによって把持された配管材
    の間に装着自在で、両クランプとともに相対的にスライ
    ドして、配管材の管端面が押し当てられて管端面を切削
    または研磨し融着面を露出させる切削手段または研磨手
    段と、配管材の管端面が切削または研磨位置に近接した
    ことを検知する切削位置センサまたは研磨位置センサと
    を備え、制御手段が、予め両配管材の種類、口径毎に設
    定された切削手段または研磨手段への押圧力を自動的に
    切り替えるようになっている請求項1または請求項2に
    記載の熱可塑性樹脂配管材用融着機。
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