JP2003300254A - 溶着機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの管材を容易に支持し、正確に位置決め
して溶着させる。 【解決手段】 ２つの管材の互いの接合面を対向させた
状態でそれぞれ把持する２つのクランプ部３と、各管材
の互いの接合面を溶融させるヒータ部４と、各クランプ
部３を近接離間移動可能に支持して溶融した各接合面を
互いに接合させる移動機構５とを備えた。クランプ部３
は、管材の周囲に回動可能に複数設けられ、それぞれの
先端側が管材に接触して管材を把持する回動爪１０と、
回動爪１０の周囲を囲繞するように形成されて各回動爪
１０を回動させる駆動リング１１とを備えて構成した。
２つの管材の寸法が異なる場合は、差動装置２２によっ
て寸法の違いを吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管材等の溶着対象
物を互いに溶着する溶着機に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つの配管を溶着して接合する溶着機は
一般に知られている。この溶着機により、配管が互いに
接合されて、薬液搬送用配管等として装置内部等に配設
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
溶着機では、装置が大型であるため、予め配管を溶着し
てから装置内部等に配設することしかできない。もし、
設計変更により、配管を溶着し直さなければならない場
合は、装置を分解して配管を取り外す必要があり、作業
効率が悪いという問題点がある。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、狭い場所でも装置を分解しないで容易にかつ確実
に配管を溶着し直すことができる溶着機を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第１の発明に係る溶着機は、２つの溶着対象物の互い
の接合面を対向させた状態で各溶着対象物をそれぞれ把
持する２つのクランプ部と、各溶着対象物の互いの接合
面を溶融させるヒータ部と、上記各クランプ部を近接離
間移動可能に支持して溶融した各接合面を互いに接合さ
せる移動機構とを備え、上記クランプ部が、溶着対象物
の周囲に回動可能に複数設けられ、それぞれの先端側が
上記溶着対象物に接触して当該溶着対象物を把持する回
動爪と、当該回動爪の周囲を囲繞するように形成されて
各回動爪の基端側に嵌合した状態で回転することにより
各回動爪を回動させる駆動リングとを備えて構成された
ことを特徴とする。

【０００６】以上の構成により、上記クランプ部の駆動
リングを回転させると、各回動爪の基端側が移動して、
各回動爪が回動する。これにより、各回動爪の先端側
が、上記溶着対象物に接近したり離れたりする。各回動
爪の先端側が上記溶着対象物に接近して接触すること
で、各回動爪が溶着対象物を周囲から把持する。これに
より、上記クランプ部では、溶着対象物を把持するため
の機構が駆動リング内に収納されて外方へはみ出す部分
がないため、クランプ部を小型化することができる。

【０００７】第２の発明に係る溶着機は、第１の発明に
係る溶着機において、上記回動爪の先端側を、大きさの
異なる数種類の溶着対象物と広い面積で確実に接触する
ように曲率半径を徐々に変えながら形成したことを特徴
とする。

【０００８】以上の構成により、溶着対象物の寸法が大
きいときは、回動爪の先端側のうち、曲率半径の大きい
部分で接触して把持する。溶着対象物の寸法が小さいと
きは、回動爪の先端側のうち、曲率半径の小さい部分で
接触して把持する。これにより、大きさの異なる数種類
の溶着対象物を確実に支持することができる。

【０００９】第３の発明に係る溶着機は、第１又は第２
の発明に係る溶着機において、上記駆動リングを設定ト
ルクで回転させる駆動部を備えたことを特徴とする。

【００１０】以上の構成により、駆動部が駆動リングを
設定トルクで回転させて、回動爪を設定された力で回動
させる。これにより、各回動爪が、溶着対象物を設定さ
れた力で把持する。

【００１１】第４の発明に係る溶着機は、第３の発明に
係る溶着機において、上記駆動部が、上記移動機構によ
る上記各クランプ部の移動を許容した状態で上記駆動リ
ングにトルクを伝達するコイルスプリングを備えたこと
を特徴とする。

【００１２】以上の構成により、移動機構で各クランプ
部が移動された場合、コイルスプリングが撓んで駆動リ
ングにトルクを伝達する。これにより、各クランプ部が
移動しても、溶着対象物を確実に支持することができ
る。

【００１３】第５の発明に係る溶着機は、第３又は第４
の発明に係る溶着機において、上記駆動部が、１つの駆
動源と、当該駆動源と上記２つのクランプ部の各駆動リ
ングとを連結して各駆動リングに伝わるトルクを同一に
すると共に溶着対象物の寸法が違う場合に差動させて寸
法の違いを吸収する差動装置とを備えたことを特徴とす
る。

【００１４】以上の構成により、２つの溶着対象物の寸
法が同じ場合は、差動装置は作動せず、同じトルクで同
じ量だけ駆動リングを回転させる。２つの溶着対象物の
寸法が違う場合は、差動装置を差動させて寸法の違いを
吸収する。即ち、差動装置を差動させて、小さい寸法の
溶着対象物側の駆動リングを多く回転させ、各クランプ
部で溶着対象物を確実に支持させる。

【００１５】第６の発明に係る溶着機は、第１乃至第５
の発明のいずれかに係る溶着機において、上記駆動リン
グが、環状リングの一部を切り欠いてＣ字型に形成され
たことを特徴とする。

【００１６】以上の構成により、Ｃ字型の駆動リングの
切り欠いた部分から溶着対象物を容易に出し入れするこ
とができる。

【００１７】第７の発明に係る溶着機は、第１乃至第６
の発明のいずれかに係る溶着機において、上記移動機構
が、上記駆動リングと同様にＣ字型に形成されて各駆動
リングをその外側から回転可能にそれぞれ支持すると共
に２つの駆動リングを近接離間移動させる支持リングを
備えたことを特徴とする。

【００１８】以上の構成により、支持リングは、各駆動
リングをその回転を許容した状態で支持する。移動機構
は支持リングを介して各駆動リングを互いに近づけたり
離したりする。これにより、移動機構を小型にでき、溶
着機の小型化に大きく寄与する。

【００１９】第８の発明に係る溶着機は、第１乃至第７
の発明のいずれかに係る溶着機において、上記ヒータ部
が、当該ヒータ部の表面と上記溶着対象物の接合面とを
設定間隔に位置決め調整するための調整板を備えたこと
を特徴とする。

【００２０】以上の構成により、各溶着対象物を調整板
に当接させて各クランプ部で支持させると、ヒータ部の
表面と溶着対象物の接合面とを設定間隔に位置決めする
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００２２】図１は本実施形態に係る溶着機を示す側面
図、図２は本実施形態に係る溶着機を示す平面図、図３
は本実施形態に係る溶着機を示す底面図、図４は本実施
形態に係る溶着機の概略を示す底面図、図５は本実施形
態に係る溶着機の要部を示す側面図、図６は本実施形態
に係る溶着機の要部を示す正面図、図７は本実施形態に
係る溶着機のクランプ部を示す側面図、図８は本実施形
態に係る溶着機のクランプ部を示す正面図、図９は本実
施形態に係るクランプ部の要部を示す分解斜視図、図１
０は本実施形態に係るクランプ部の回動爪を示す斜視
図、図１１は本実施形態に係る溶着機の駆動リングを示
す斜視図、図１２は本実施形態に係る溶着機のスライド
支持リングを示す斜視図、図１３は本実施形態に係る溶
着機の把持動作を示す模式図、図１４は本実施形態に係
る溶着機の制御装置の処理機能を示すフローチャートで
ある。

【００２３】本実施形態に係る溶着機１は、図１に示す
ように、本体２と、クランプ部３と、ヒータ部４と、移
動機構５と、取っ手部６とから構成されている。

【００２４】本体２は、図５に示すように、後述するク
ランプ部３のクランプ機構８を支持するクランプ機構支
持部２Ａと、後述するクランプ部３の駆動部９が連結さ
れる駆動部連結部２Ｂと、取っ手部６が連結される取っ
手部連結部２Ｃとが設けられている。

【００２５】クランプ機構支持部２Ａは、その内径が後
述するスライド支持リング３５の外径とほぼ同様の寸法
でＣ字型に切り欠いて形成されている。このクランプ機
構支持部２Ａには、移動機構５のスライドリング３３を
軸芯方向（図６中の左右方向）に移動させるための案内
軸２Ｄが３本設けられている。駆動部連結部２Ｂには、
クランプ部３の駆動部９を連結するためのネジ穴（図示
せず）が設けられている。取っ手部連結部２Ｃには、取
っ手部６を連結するためのネジ穴２Ｅが設けられてい
る。

【００２６】クランプ部３は、２つの溶着対象物の互い
の接合面を対向させた状態で各溶着対象物をそれぞれ把
持するための部材で、並列に２つ設けられている。この
クランプ部３は、図１〜図１０に示すように主に、クラ
ンプ機構８と、駆動部９とから構成されている。

【００２７】クランプ機構８は、管材等の溶着対象物を
掴んで堅固に支持するための部材である。このクランプ
機構８は主に、回動爪１０と、駆動リング１１とから構
成されている。

【００２８】回動爪１０（図１０参照）は、溶着対象物
に直接に接触して支持するための部材である。回動爪１
０は、溶着対象物の周囲の３カ所に回動可能に設けられ
ている。回動爪１０は、把持部１４と、被駆動部１５
と、回動支持部１６とから構成されている。

【００２９】把持部１４は、回動爪１０の先端側に設け
られ、溶着対象物に直接に接触して支持するための部材
である。把持部１４は、大きさの異なる数種類の溶着対
象物と広い面積で確実に接触するように曲率半径を徐々
に変えながら形成されている。具体的には、円柱状又は
円管状の溶着対象物の外周に接触する際に、直径が異な
る複数種類の溶着対象物に対して把持部１４が確実に接
触できるように、把持部１４の基端側の曲率半径を大き
く、先端側の曲率半径を徐々に小さくしている。これ
は、直径の大きい溶着対象物は把持部１４の基端側を中
心に接触し、直径の小さい溶着対象物は把持部１４の先
端側を中心に接触するためである。把持部１４の溶着対
象物への接触面は、摩擦抵抗を大きくするために、表面
処理が施されている。

【００３０】被駆動部１５は、回動支持部１６で回動可
能に支持された回動爪１０を回動させるための部分であ
る。この被駆動部１５は、その端部を半円柱状に形成さ
れ、後述する駆動リング１１の駆動溝１８に嵌合して、
スムーズに回動できるようになっている。

【００３１】回動支持部１６は、回動爪１０を回動可能
に支持するための部材である。回動支持部１６は、後述
する押え板３４の回動爪支持穴４３に嵌合する回動軸に
よって構成されている。

【００３２】駆動リング１１（図９参照）は、各回動爪
１０を回動させるための部材である。駆動リング１１
は、各回動爪１０の周囲を囲繞するように、かつ環状リ
ングの一部を切り欠いたＣ字型に形成されている。駆動
リング１１の内側には、回動爪１０の被駆動部１５が嵌
合する駆動溝１８が設けられている。この駆動溝１８
は、駆動リング１１の軸芯方向（図９中の上下方向）に
沿った長溝状に形成されている。この駆動溝１８に回動
爪１０の半円柱状の被駆動部１５が嵌合して、スムーズ
に回動できるようになっている。駆動リング１１は、そ
の軸芯方向両側（図９中の上下両側）を２つの押え板３
４で支持され、各押え板３４の表面に沿う前後左右方向
を、駆動溝１８に嵌合した３つの回動爪１０で支持され
ている。これにより、駆動リング１１は、２つの押え板
３４及び３つの回動爪１０に支持されて定位置で回転す
るようになっている。この駆動リング１１が回転するこ
とにより、駆動溝１８がずれ、その駆動溝１８に嵌合し
た各回動爪１０が回動して溶着対象物を把持するように
なっている（図１３参照）。

【００３３】駆動リング１１の外周面には、クラウンギ
ア１９が設けられている。このクラウンギア１９は、駆
動リング１１の外周の一部を切り欠いた窪み部２０に形
成されている。このクラウンギア１９に後述する駆動部
９のピニオンギア２４が噛み合うようになっている。

【００３４】駆動部９（図１、図５参照）は、クランプ
機構８を作動させる部分である。具体的には、駆動リン
グ１１を設定トルクで回転させて、各回動爪１０を回動
させる部分である。駆動部９は、駆動モータ２１と、差
動装置２２と、連結棒２３と、ピニオンギア２４とから
構成されている。

【００３５】駆動モータ２１は、電圧又は電流の制御に
よって、トルクの調整ができるようになっている。

【００３６】差動装置２２は、駆動モータ２１の回転を
減速すると共に、溶着対象物の寸法の違いを吸収するた
めの装置である。即ち、１つの駆動源である駆動モータ
２１と２つのクランプ部３の各駆動リング１１とを連結
して各駆動リング１１に伝わるトルクを同一にすると共
に溶着対象物の寸法が違う場合に差動させて寸法の違い
を吸収するための装置である。この差動装置２２はデフ
ァレンシャルギアによって構成されている。

【００３７】連結棒２３は、差動装置２２で減速されて
２つに分けられた駆動モータ２１の回転を各ピニオンギ
ア２４に伝達するための部材である。連結棒２３には、
その途中にコイルスプリング２５が設けられている。こ
のコイルスプリング２５は、後述する移動機構５で２つ
の駆動リング１１が近接離間移動されて、差動装置２２
側とピニオンギア２４側とがずれたときに、そのずれを
吸収するために設けられている。

【００３８】ピニオンギア２４は、駆動リング１１のク
ラウンギア１９と噛み合って駆動リング１１を回転させ
るためのギアである。駆動モータ２１で回転されるピニ
オンギア２４は、駆動リング１１を回転させて、回動爪
１０を回動させるようになっている。

【００３９】ヒータ部４は、各溶着対象物の互いの接合
面を溶融させるための部材である。ヒータ部４は、図１
に示すように、発熱体２６と、回動機構２７と、調整板
２８とから構成されている。発熱体２６は、各溶着対象
物の接合面を溶融させるための部材である。この発熱体
２６は、四角形のセラミック板で形成されている。この
セラミック板に電圧をかけることで、その両側面から発
熱するようになっている。回動機構２７は、発熱体２６
を回動させための機構である。回動機構２７は、発熱体
２６の基端部を回動可能に支持する支持軸に取り付けら
れた歯車３０と、この歯車３０に噛み合って回動させる
駆動モータ３１とから構成されている。この回動機構２
７によって、発熱体２６は、待機状態と、作業状態と、
位置決め状態とに適宜切り換えられる。ここで、待機状
態とは、発熱体２６をクランプ部３から離して待機させ
た状態であって、図１中の実線の状態をいう。作業状態
とは、発熱体２６を各溶着対象物の溶着面に対向させ、
各溶着面を加熱して溶融させる状態であって、図１中の
仮想線の状態をいう。位置決め状態とは、調整板２８を
各溶着対象物の溶着面に対向する位置に移動させ、調整
板２８で各溶着対象物の支持位置を調整する状態であ
る。

【００４０】調整板２８は、発熱体２６のクランプ部３
側に隣接して設けられている。この調整板２８は、発熱
体２６の表面と溶着対象物の接合面とを設定間隔に位置
決め調整するための部材である。調整板２８は発熱体２
６と同じ厚さに設定されている。これは、発熱体２６で
各溶着対象物の接合面を溶融させた後、発熱体２６を待
機状態に戻すときに、調整板２８が各溶着対象物の接合
面に接触しないようにするためである。

【００４１】移動機構５は、各クランプ部３の駆動リン
グ１１をその外側から回転可能に支持して近接離間移動
させるための機構である。移動機構５は具体的には、図
１、図５〜図９、図１１及び図１２に示すように、スラ
イドリング３３と、押え板３４と、スライド支持リング
３５と、駆動部３６とから構成されている。

【００４２】スライドリング３３（図１１参照）は、駆
動リング１１と同様にＣ字型に形成され、駆動リング１
１の外側に装着されて駆動リング１１を回転可能に支持
している。具体的には、駆動リング１１の外径とほぼ同
様の内径の環状リングの一部を切り欠いてＣ字型に形成
されている。スライドリング３３の外周面には、スライ
ド用溝３８が３カ所に設けられている。このスライド用
溝３８はスライドリング３３の軸芯方向（スライド方向
であって、図１１中の上下方向）に対して斜めに形成さ
れている。スライドリング３３には、軸芯方向に貫通し
たスライド穴３９が３カ所に設けられている。このスラ
イド穴３９には本体２の案内軸２Ｄが嵌合されている。
これにより、スライドリング３３は本体２にスライド可
能に支持されている。スライドリング３３には切り欠き
４０が設けられている。この切り欠き４０は、駆動部９
の連結棒２３を回動可能に支持するための部分である。
回動可能に支持された連結棒２３の先端のピニオンギア
２４は、駆動リング１１のクラウンギア１９に噛み合わ
せて駆動リング１１を回転させるようになっている。こ
れにより、スライドリング３３は駆動リング１１を回転
可能に支持した状態で、軸芯方向にスライド可能に支持
されている。

【００４３】押え板３４（図９参照）は、駆動リング１
１を支持するための部材である。押え板３４は、駆動リ
ング１１をその軸芯方向両側から挟むように、２つ設け
られている。押え板３４は、円板状の板材をＵ字状に切
り欠いて形成されている。このＵ字状切り欠き４２によ
って、その開口方向（軸芯方向と直交する方向であっ
て、図９中の左方向）から溶着対象物を挿入したり取り
出したりすることができるようになっている。

【００４４】押え板３４は、スライドリング３３に固定
されている。この押え板３４のうち、上記駆動リング１
１の駆動溝１８に対応する位置には、回動爪支持穴４３
が設けられている。各回動爪支持穴４３に回動爪１０の
回動支持部１６がそれぞれ嵌合することで、回動爪１０
が回動可能に支持されている。この押え板３４に支持さ
れた３つの回動爪１０の被駆動部１５は、駆動リング１
１の各駆動溝１８にそれぞれ嵌合されている。これによ
り、各押え板３４は、駆動リング１１の上下方向両側を
支持すると共に、３つの回動爪１０を介して前後左右方
向を支持している。この結果、スライドリング３３は、
駆動リング１１を定位置で回転可能に支持した状態で、
軸芯方向にスライドできるようになっている。

【００４５】スライド支持リング３５（図１２参照）
は、スライドリング３３を軸芯方向にスライドさせるた
めの部材である。スライド支持リング３５は、スライド
リング３３と同様にＣ字型に形成され、スライドリング
３３の外側に装着されてスライドリング３３をスライド
可能に支持している。スライド支持リング３５自体は、
本体２のクランプ機構支持部２Ａに回転可能に支持され
ている。スライド支持リング３５には、スライドリング
３３のスライド用溝３８に対向する位置に駆動ボール４
６（図５参照）が設けられている。この駆動ボール４６
は、スライド支持リング３５の内側に設けられた装着穴
４７に装着されている。装着穴４７にはコイルスプリン
グ４８が装着され、駆動ボール４６は、このコイルスプ
リング４８によって付勢された状態で、装着穴４７に装
着されている。

【００４６】スライド支持リング３５の外周面には、ク
ラウンギア４９が設けられている。このクラウンギア４
９は駆動部３６に連結されている。この駆動部３６は、
クラウンギア４９に噛み合うピニオンギア５０（図５参
照）と、このピニオンギア５０に噛み合う駆動モータ５
１とから構成されている。この駆動モータ５１によって
スライド支持リング３５が設定角度だけ回転され、駆動
ボール４６及びスライド用溝３８を介して、スライドリ
ング３３が設定量だけ軸芯方向にスライドされるように
なっている。駆動部３６は、後述する制御装置６０の制
御部によって制御されて、２つのスライドリング３３を
把持位置と溶融位置と接合位置とに適宜移動させるよう
になっている。ここで、把持位置とは、各スライドリン
グ３３に支持されたクランプ機構８が溶着対象物を把持
していないときに各駆動リング１１を移動させる位置で
あって、２つの駆動リング１１が、互いに最も近づいた
位置から、調整板２８の厚さ分と溶着しろ分だけ離れた
位置である。溶融位置とは、把持位置からさらに少し離
れた位置で、クランプ機構８で把持された各溶着対象物
の接合面が発熱体２６と僅かの隙間を隔てて向き合う位
置である。各溶着対象物を溶融位置で支持することによ
り、調整板２８が各溶着対象物の接合面に接触しないで
移動できるようになっている。接合位置とは、各クラン
プ機構８が互いに最も近づく位置で、各溶着対象物の接
合面が溶着しろ分だけ重なる位置である。

【００４７】取っ手部６は、溶着機１を作業者が手で持
つための部分である。取っ手部６は、本体２の取っ手部
連結部２Ｃとクランプ部３の駆動部９に取り付けられて
いる。作業者が取っ手部６を片方の手で持つことで、Ｕ
字状切り欠き４２が上を向き、もう一方の手で管材等の
溶着対象物を上から挿入して、溶着作業がしやすくなっ
ている。

【００４８】取っ手部６の前方には、図１及び図２に示
すように、操作部５３が設けられている。この操作部５
３は、３つの操作ボタン５４，５５，５６によって構成
されている。第１操作ボタン５４は、スタート用のボタ
ンで、溶着作業をスタートさせる。第２操作ボタン５５
は位置決め用のボタンで、クランプ機構８の回動爪１０
の開度を調整する。第３操作ボタン５６は、緊急停止用
のボタンで、作業中に不具合が生じたときに、作業を停
止させる。

【００４９】駆動部９の基端部（図１の下端部）には、
駆動モータ２１，３１，５１、発熱体２６、操作部５３
等のコードが接続されたコネクタ５８が設けられてい
る。このコネクタ５８は、電源線及び信号線を含む接続
コード５９で制御装置６０に接続されている。この制御
装置６０は、溶着機１の全体を制御する機能（図１４の
フローチャートに示す処理機能）を格納した制御部や、
駆動モータ２１、３１，５１、発熱体２６の電源等を備
えている。

【００５０】［動作］以上のように構成された溶着機１
は、次のようにして使用される。

【００５１】まず、前処理を行う。具体的には、クラン
プ機構８の回動爪１０の開度を管材等の溶着対象物の寸
法に合わせて調整する。この前処理は、必要に応じて行
われる。即ち、同じ寸法の溶着対象物を数回溶着する場
合、前処理は最初に１回だけ行う。作業者は、取っ手部
６を片方の手で持って管材等の溶着対象物をＵ字状切り
欠き４２からクランプ機構８に挿入し、第２操作ボタン
５５を押す。

【００５２】制御装置６０の制御部では、図１４のフロ
ーチャートに示すように、第２操作ボタン５５が押され
たか否かを判断する（ステップＳ１）。

【００５３】第２操作ボタン５５が押された場合は、ク
ランプ部３の駆動部９を駆動させる（ステップＳ２）。
次いで、回動爪１０の把持部１４が溶着対象物に当接し
て駆動モータ２１が停止したか否かを判断する（ステッ
プＳ３）。なお、駆動モータ２１の停止は、電流又は電
圧の変化で判断する。

【００５４】駆動部９の駆動モータ２１が駆動される
と、差動装置２２及び連結棒２３を介してピニオンギア
２４が回転され、クラウンギア１９を介して駆動リング
１１が回転される。この駆動リング１１の回転によっ
て、図１３に示すように、開いていた回動爪１０が徐々
に閉じられる。図１３（Ａ）に示すように、各回動爪１
０が待機状態から、駆動リング１１の駆動溝１８に嵌合
した被駆動部１５が右回転方向に移動されて、３つの回
動爪１０の把持部１４が同時に閉じられる。これによ
り、図１３（Ｂ）に示すように、３つの把持部１４が、
同時に大径の溶着対象物（管材）に接触して把持する。
この大径の溶着対象物の場合は、把持部１４の基端側を
中心に溶着対象物に接触する。そして、把持部１４の基
端側は、その曲率半径を大きく設定されているため、把
持部１４が溶着対象物の表面に広い面積で接触して確実
に把持する。駆動モータ２１は設定されたトルクで駆動
リング１１を回転させるため、回動爪１０は溶着対象物
を設定の強さで把持し、潰してしまうことはない。

【００５５】小径の溶着対象物の場合は、図１３（Ｃ）
に示すように、駆動リング１１がさらに回転されて、各
回動爪１０がさらに回動される。そして、回動爪１０の
把持部１４の先端部で溶着対象物に接触する。小径の溶
着対象物の場合は、把持部１４の先端側は、その曲率半
径を小さく設定されているため、把持部１４が溶着対象
物の表面に広い面積で接触して確実に把持する。そし
て、上記大径の溶着対象物の場合と同様に、駆動モータ
２１が設定されたトルクで駆動リング１１を回転させる
ため、回動爪１０は溶着対象物を設定の強さで把持し、
潰してしまうことはない。

【００５６】図４に示すように、２つの溶着対象物の大
きさが異なるときは、差動装置２２が作動して大きさの
違いを吸収する。

【００５７】上記ステップＳ３において、回動爪１０が
溶着対象物に接触して駆動モータ２１が停止するまで待
ち、停止したら、駆動モータ２１を少しだけ逆回転させ
て初期値を設定する（ステップＳ４）。これにより、溶
着させる２つの管材等の溶着対象物を大まかに位置決め
する。その後、回動爪１０を待機状態まで戻して（ステ
ップＳ５）、ステップＳ６に進む。

【００５８】上記ステップＳ１で第２操作ボタン５５が
押されていなければ、第１操作ボタン５４が押されたか
否かを判断する（ステップＳ６）。第１操作ボタン５４
が押されなければ処理を終了する。

【００５９】第１操作ボタン５４が押された場合は、前
処理が既に終わって、Ｕ字状切り欠き４２からクランプ
機構８に溶着対象物が挿入されている状態である。第１
操作ボタン５４が押されたと判断したときは、駆動部９
の駆動モータ２１を作動させて、把持部１０を初期値ま
で回動させて（ステップＳ７）、溶着させる２つの管材
等の溶着対象物を大まかに位置決めする。

【００６０】次いで、回動機構２７の駆動モータ３１を
作動させて調整板２８を各溶着対象物の溶着面に面する
位置まで回動させる（ステップＳ８）。次いで、もう一
度、第１操作ボタン５４が押されたか否かを判断する
（ステップＳ９）。第１操作ボタン５４が押されていな
い場合は、押されるまで待つ。作業者は、この間に、２
つの溶着対象物の各溶着面を調整板２８に突き合わせ
て、第１操作ボタン５４を押す。

【００６１】ステップＳ９で第１操作ボタン５４が押さ
れたと判断したときは、駆動部９の駆動モータ２１を作
動させて把持部１０で溶着対象物を堅固に把持させる
（ステップＳ１０）。このとき、クランプ機構８は、上
記把持位置に移動されている。

【００６２】次いで、移動機構５で駆動リング１１を溶
融位置に移動させる（ステップＳ１１）。このとき、駆
動モータ２１とピニオンギア２４とのずれは、コイルス
プリング２５で吸収する。

【００６３】次いで、回動機構２７の駆動モータ３１を
作動させて、発熱体２６を溶着対象物の溶着面に面する
位置まで回動させ、発熱体２６に電圧を印加して設定時
間だけ発熱させる（ステップＳ１２）。この設定時間
は、溶着対象物の材料及び寸法等に応じて予め設定され
た時間である。溶着対象物に応じて予め設定されてい
る。設定時間だけ加熱することで、溶着対象物の溶着面
は溶融する。設定時間が経過したら、駆動モータ３１を
作動させて発熱体２６を待機状態に戻す（ステップＳ１
３）。

【００６４】次いで、移動機構５の駆動モータ５１を作
動させて駆動リング１１を接合位置まで移動させ、溶着
対象物の溶融した溶着面を互いに突き合わせて設定時間
だけ待つ（ステップＳ１４）。この設定時間は、溶着対
象物が冷えて完全に接合されるのに必要な時間であり、
溶着対象物の材料及び寸法等に応じて予め設定された時
間である。

【００６５】設定時間が経過したところで、クランプ機
構８の回動爪１０を待機状態に戻し、移動機構５によっ
て駆動リング１１を把持位置に戻す（ステップＳ１
５）。

【００６６】作業終了後は、溶着対象物をＵ字状切り欠
き４２の開口側から取り出す。

【００６７】作業中に不具合が生じたときは、第３操作
ボタン５６を押して、緊急停止させる。

【００６８】［効果］以上のように、クランプ機構８の
３つの回動爪１０で溶着対象物を把持するため、溶着対
象物が円形の管材の場合、その軸芯を正確に位置決めし
て把持することができる。これにより、２つの溶着対象
物を、互いの軸芯を正確に合わせた状態で突き合わせ
て、容易にかつ正確に溶着することができる。

【００６９】さらに、溶着対象物が外径の異なる２つの
管材の場合、部品交換等の特別の措置を講ずることな
く、容易にかつ確実に支持して、互いの中心を正確に合
わせた状態で、突き合わせることができる。

【００７０】クランプ部３を、回動爪１０と、駆動リン
グ１１とを備えて構成し、溶着対象物を把持するための
機構が駆動リング１１内に収納されて外方へはみ出す部
分がないと共に、クランプ部３の３つの回動爪１０を１
つの駆動モータ２１で回動させるようにしたので、駆動
部９を小さくすることができ、溶着機１の小型化を図る
ことができる。この結果、装置の内部等の狭いスペース
でも、容易に溶着作業をすることができる。

【００７１】回動爪１０の先端側の把持部１４を、その
曲率半径を徐々に変えながら形成したので、大きさの異
なる数種類の溶着対象物と広い面積で確実に接触するこ
とができ、直径の異なる管材等のように、大きさの異な
る数種類の溶着対象物を確実に支持することができる。

【００７２】駆動リング１１を設定トルクで回転させる
駆動部９を備えたので、回動爪１０を設定された力で回
動させて、溶着対象物を設定された力で把持させること
ができる。

【００７３】駆動リング１１をＣ字型に形成したので、
切り欠いた部分から溶着対象物を容易に出し入れするこ
とができ、作業性が向上する。

【００７４】［変形例］ （１） 上記実施形態では、回動爪１０を３つ設けた
が、４つ以上設けてもよい。回動爪１０の数は、溶着対
象物の寸法等の諸条件に応じて適宜設定する。この場合
も、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができ
る。

【００７５】（２） 上記実施形態では、前処理として
の、クランプ機構８の回動爪１０の開度調整を制御装置
６０の制御部で自動的に行ったが、手動で行ってもよ
い。この場合、第２操作ボタン５５は、前進と後退の切
り替えのできるスイッチを用い、回動爪１０を前進させ
て溶着対象物に接触させ、その後、後退を押して回動爪
１０を少しだけ戻して、大まかな位置決めを行う。この
位置を初期値として制御装置６０に記録する。この場合
も、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができ
る。

【００７６】（３） 上記実施形態では、ヒータ部４及
び移動機構５の駆動源として２つの駆動モータ３１，５
１を設けたが、１つの駆動モータで兼用してもよい。こ
の場合は、ギア等を用いた切り替え機構で、作業手順に
沿って適宜切り換える。これにより、溶着機１の一層の
小型化を図ることができる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の溶着機に
よれば次のような効果を奏する。

【００７８】（１） クランプ部を、回動爪と、駆動リ
ングとを備えて構成し、溶着対象物を把持するための機
構が駆動リング内に収納されて外方へはみ出す部分がな
いため、クランプ部を小型化することができる。この結
果、装置の内部等の狭いスペースでも、容易に溶着作業
をすることができる。

【００７９】（２） 複数の回動爪で溶着対象物を把持
するため、溶着対象物が円形の管材の場合、その中心を
正確に位置決めして把持することができる。これによ
り、２つの溶着対象物を、互いの中心を正確に合わせた
状態で、突き合わせることができる。

【００８０】（３） 駆動リングを設定トルクで回転さ
せる駆動部を備えたので、駆動部が駆動リングを設定ト
ルクで回転させて、回動爪を設定された力で回動させる
ことにより、各回動爪によって溶着対象物を設定された
力で把持させることができる。

【００８１】（４） 駆動部が、移動機構による各クラ
ンプ部の移動を許容した状態で駆動リングにトルクを伝
達するコイルスプリングを備えたので、移動機構で各ク
ランプ部が移動された場合、コイルスプリングが撓んで
駆動リングにトルクを伝達して、溶着対象物を確実に支
持することができる。

【００８２】（５） 駆動部が、１つの駆動源と、当該
駆動源と上記２つのクランプ部の各駆動リングとを連結
して各駆動リングに伝わるトルクを同一にすると共に溶
着対象物の寸法が違う場合に差動させて寸法の違いを吸
収する差動装置とを備えたので、２つの溶着対象物の寸
法が違う場合でも、部品交換等の特別の措置を講ずるこ
となく、容易にかつ確実に支持して、互いの中心を正確
に合わせた状態で、突き合わせることができる。

【００８３】（６） 駆動リングを、環状リングの一部
を切り欠いたＣ字型に形成したので、Ｃ字型の駆動リン
グの切り欠いた部分から溶着対象物を容易に出し入れす
ることができる。これにより、溶着作業の作業性が向上
する。

【００８４】（７） 移動機構が、駆動リングと同様に
Ｃ字型に形成されて各駆動リングをその外側から回転可
能にそれぞれ支持すると共に２つの駆動リングを近接離
間移動させる支持リングを備えたので、移動機構を小型
にでき、溶着機の小型化を図ることができる。

【００８５】（８） ヒータ部が、当該ヒータ部の表面
と溶着対象物の接合面とを設定間隔に位置決め調整する
ための調整板を備えたので、ヒータ部の表面と溶着対象
物の接合面とを設定間隔に位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶着機を示す側面図である。

【図２】本発明に係る溶着機を示す平面図である。

【図３】本発明に係る溶着機を示す底面図である。

【図４】本発明に係る溶着機の概略を示す底面図であ
る。

【図５】本発明に係る溶着機の要部を示す側面図であ
る。

【図６】本発明に係る溶着機の要部を示す正面図であ
る。

【図７】本発明に係る溶着機のクランプ部を示す側面図
である。

【図８】本発明に係る溶着機のクランプ部を示す正面図
である。

【図９】本発明に係る溶着機のクランプ部の要部を示す
分解斜視図である。

【図１０】本発明に係る溶着機のクランプ部の回動爪を
示す斜視図である。

【図１１】本発明に係る溶着機の駆動リングを示す斜視
図である。

【図１２】本発明に係る溶着機のスライド支持リングを
示す斜視図である。

【図１３】本発明に係る溶着機の把持動作を示す模式図
である。

【図１４】本発明に係る溶着機の制御装置の処理機能を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１：溶着機１、２：本体、２Ａ：クランプ機構支持部、
２Ｂ：駆動部連結部、２Ｃ：取っ手部連結部、２Ｄ：案
内軸、３：クランプ部、４：ヒータ部、５：移動機構、
６：取っ手部、８：クランプ機構、９：駆動部、１０：
回動爪、１１：駆動リング、１２：回動支持部、１４：
把持部、１５：被駆動部、１６：回動支持部、１７：Ｕ
字状切り欠き、１８：駆動溝、１９：クラウンギア、２
１：駆動モータ、２２：差動装置、２３：連結棒、２
４：ピニオンギア、２５：コイルスプリング、２６：発
熱体、２７：回動機構、２８：調整板、３１：駆動モー
タ、３３：スライドリング、３４：押え板、３５：スラ
イド支持リング、３６：駆動部、３８：スライド用溝、
４０：切り欠き、４２：Ｕ字状切り欠き、４３：回動爪
支持穴、４６：駆動ボール、４７：装着穴、４８：コイ
ルスプリング、４９：クラウンギア、５０：ピニオンギ
ア、５１：駆動モータ、５３：操作部、５４：第１操作
ボタン、５５：第２操作ボタン、５６：第３操作ボタ
ン、５８：コネクタ、５９：接続コード、６０：制御装
置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの溶着対象物の互いの接合面を対向
   させた状態で各溶着対象物をそれぞれ把持する２つのク
   ランプ部と、 各溶着対象物の互いの接合面を溶融させるヒータ部と、 上記各クランプ部を近接離間移動可能に支持して溶融し
   た各接合面を互いに接合させる移動機構とを備え、 上記クランプ部が、 溶着対象物の周囲に回動可能に複数設けられ、それぞれ
   の先端側が上記溶着対象物に接触して当該溶着対象物を
   把持する回動爪と、 当該回動爪の周囲を囲繞するように形成されて各回動爪
   の基端側に嵌合した状態で回転することにより各回動爪
   を回動させる駆動リングとを備えて構成されたことを特
   徴とする溶着機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の溶着機において、 上記回動爪の先端側を、大きさの異なる数種類の溶着対
   象物と広い面積で確実に接触するように曲率半径を徐々
   に変えながら形成したことを特徴とする溶着機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の溶着機におい
   て、 上記駆動リングを設定トルクで回転させる駆動部を備え
   たことを特徴とする溶着機。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の溶着機において、 上記駆動部が、上記移動機構による上記各クランプ部の
   移動を許容した状態で上記駆動リングにトルクを伝達す
   るコイルスプリングを備えたことを特徴とする溶着機。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載の溶着機におい
   て、 上記駆動部が、１つの駆動源と、当該駆動源と上記２つ
   のクランプ部の各駆動リングとを連結して各駆動リング
   に伝わるトルクを同一にすると共に溶着対象物の寸法が
   違う場合に差動させて寸法の違いを吸収する差動装置と
   を備えたことを特徴とする溶着機。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
   溶着機において、 上記駆動リングが、環状リングの一部を切り欠いてＣ字
   型に形成されたことを特徴とする溶着機。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
   溶着機において、 上記移動機構が、上記駆動リングと同様にＣ字型に形成
   されて各駆動リングをその外側から回転可能にそれぞれ
   支持すると共に２つの駆動リングを近接離間移動させる
   支持リングを備えたことを特徴とする溶着機。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
   溶着機において、 上記ヒータ部が、当該ヒータ部の表面と上記溶着対象物
   の接合面とを設定間隔に位置決め調整するための調整板
   を備えたことを特徴とする溶着機。