JP3102667B2 - 合成樹脂製品の突合せ溶着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニル等の合成樹
脂製の管材と継手の端面同士、あるいは、管材の端面同
士及び継手、管等をはめ込んだ状態で突き合わせて溶着
するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリビニル管等の合成樹脂管材は、溶水
成分が極めて少ない等の理由から、半導体装置等の製造
工程において洗浄用超純水の配管として広く用いられて
いる。ところで、この種の合成樹脂管は、接着剤による
接合が困難であり且つ接着剤の溶出が問題になる等の観
点から、通常では、管の端部を加熱溶融して圧着するい
わゆる突合せ溶着法により接合される。

【０００３】このような突合せ溶着を行なうための従来
装置の一例が、特開平5-193004号公報に開示されてい
る。以下、この装置における接合手順の概略を図14に基
づいて説明する。

【０００４】先ず、ａ図に示すように、一対のチャック
（85）（86）間にスペーサ（87）を介在せ、端面をスペ
ーサ（87）と当接させながら一対の管（88）（89）を両
チャック（85）（86）で把持する。次に、ｂ図に示すよ
うに、スペーサ（87）を管（88）（89）間の隙間から外
方に退避させ、この隙間に薄肉の加熱板（90）を挿入す
る。この時、加熱板（90）の幅寸法は、管（88）（89）
の両端面に対して非接触となるよう設定されている。所
定時間の経過後、図ｃに示すように、加熱板（90）を外
方に退避させ、この後一方のチャック（86）を前進させ
て加熱板（90）により加熱、溶融された管（88）（89）
の端面同士を所定圧で圧着する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の工程で
は、チャックで固定した二つの管（88）（89）を、正確
に突合されるか否か確認することなく突き合わせ溶着し
ているため、接合部（91）の内径面に段差が生じるおそ
れがある。即ち、チャックの締め付けにより管が変形す
る場合もあり、そのまま突き合わせて溶着すれば接合部
分の軸心がすれて接合部の内径面に段差を生じるのであ
る。このような段差があると、純水の流れに澱みが生
じ、不純物が溜まりやすくなり、またバクテリア発生の
温床となる等の問題が生じる。また、スペーサが管の端
面を摺動するため、スペーサに付着した不純物が管の端
面に転移し、この結果、管の接合部に不純物が混入して
強度低下等の不具合を招くおそれもある。

【０００６】これらの問題点を解決するためには、工程
ａからｂに至るまでの間に、一方のチャック（86）を一
旦後退させてスペーサ（87）を抜き取り、次いで当該チ
ャック（86）を前進させて管同士が正確に突き合わせら
れるか否か確認し、再びチャック（86）を所定距離後退
させた後、加熱板（87）を挿入するという煩雑な作業が
必要となる。また、この場合、装置の大型化が避けられ
ない。

【０００７】また、作業者はチャックに管をセットする
に際し、細心の注意を払って管の両端面をスペーサと確
実に当接させなければならず、作業が煩雑化する。即
ち、管（88）（89）とスペーサ（87）との間に僅かでも
隙間があると、加熱板（90）の挿入位置が管（88）（8
9）間の隙間の中心位置から左右にずれ、これにより偏
加熱が生じて製品品質にバラツキが生じる。

【０００８】そこで、本発明は、内径面に段差が生じな
いよう精度よく且つ能率的に管同士を接合でき、しかも
管をラフにセットしても偏加熱のおそれのない合成樹脂
製品の突合せ溶着装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明装置は、一対の合成樹脂製品の端面同士を突き合
わせて溶着するための装置であって、

【００１０】両合成樹脂製品を、その端面同士を対向さ
せて把持する一対のクランプと、両合成樹脂製品の端面
が接近・離隔する方向に一方のクランプをスライドさせ
る可動クランプ台と、前記可動クランプ台の後退動作を
規制してその後退距離を一定値に維持するストッパと、
両合成樹脂製品の端面間に介在して両端面を均等に加熱
するヒータと、前記ヒータを合成樹脂製品間の隙間及び
その外方の間で移動させるヒータ駆動源と、前記ヒータ
を可動クランプ台のスライド方向と平行にスライドさせ
るヒータ台と、前記ヒータ台上に可動側の合成樹脂製品
の端面位置が検出可能となるよう設けられたセンサとを
具備し、

【００１１】前記ヒータ及びセンサの軸間距離を、セン
サによる可動側合成樹脂製品の端面検出時にヒータの中
心線が両合成樹脂製品間の隙間の中心位置と合致するよ
う設定している。

【００１２】また、両合成樹脂製品を、その端面同士を
対向させて把持する一対のクランプと、両合成樹脂製品
の端面が接近・離隔する方向に一方のクランプをスライ
ドさせる可動クランプ台と、前記可動クランプ台の後退
動作を規制してその後退距離を一定値に維持するストッ
パと、両合成樹脂製品の端面間に介在して両端面を均等
に加熱するヒータと、前記ヒータを合成樹脂製品間の隙
間及びその外方の間で移動させるヒータ駆動源と、前記
ヒータを可動クランプ台のスライド方向と平行にスライ
ドさせるヒータ台と、前記ヒータ台上に両合成樹脂製品
の端面位置が検出可能となるよう設けられたセンサと、
可動側合成樹脂製品の後退後、センサにより検出された
両合成樹脂製品の端面位置から合成樹脂製品間の隙間の
中心位置を求め、この中心位置にヒータの中心線が合致
するようヒータ台をスライドさせる制御装置とで構成し
てもよい。

【００１３】前記クランプに、合成樹脂製品の締め付け
力を任意に変更し得るロック装置を設けてもよい。

【００１４】

【作用】一対の合成樹脂製品をその端面同士を突き合わ
せてクランプ上に配置し、この後合成樹脂製品をクラン
プで把持する。このように合成樹脂製品を突き合わせた
状態でクランプにより把持すれば、両合成樹脂製品は以
後同芯状態に保持される。次いで、可動クランプ台をス
トッパにより規制されるまで後退させる。そして、セン
サが可動側の合成樹脂製品の端面位置に達するまでヒー
タ台を後退させ、端面位置に達したところで合成樹脂製
品間の隙間にヒータを振込み、両端面を加熱する。この
時、ヒータとセンサの軸間距離が、センサによる可動側
合成樹脂製品の端面検出時にヒータの中心線が両合成樹
脂製品間の隙間の中心位置と合致するよう設定されてい
るので、ヒータ台の停止後、そのままヒータを隙間に振
込めば、ヒータの表裏面から合成樹脂製品の端面までの
距離が等しくなり、偏加熱が防止される。

【００１５】また、合成樹脂製品が正確に突き合わされ
ずセットされ、僅かな隙間をあけた状態でクランプされ
ても、可動側合成樹脂製品が後退した後、センサにより
固定側及び可動側樹脂成品の端面位置を検出することに
よって、両合成樹脂製品間の隙間の幅を測定できる。そ
して、この測定値から隙間の中心位置を求め、この中心
位置にヒータの中心線が合致するようにヒータ台をスラ
イドさせれば、確実にヒータの中心線と隙間の中心位置
を合致させた状態でヒータを振込むことができる。その
一方、可動側合成樹脂製品及び固定側合成樹脂製品とヒ
ータ間のそれぞれの隙間量を任意に設定することも可能
であり、合成樹脂製品の加熱状態に対応した隙間の設定
が自由に且つ容易に行なえる。

【００１６】クランプに、合成樹脂製品の締め付け力を
任意に変更し得るロック装置を設ければ、抜けや破損を
防止し得る適度な締め付け力を合成樹脂製品に付与する
ことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図13に基づ
いて説明する。

【００１８】図１乃至図３に示すように、基台（１）上
には、固定クランプ台（２）及び可動クランプ台（３）
がそれぞれ配置される。固定クランプ台（２）は、基台
（１）に固定されており、その上面には固定側のワーク
（５）、例えば合成樹脂製継手の一端部を把持する固定
クランプ（６）が装着されている。また、可動クランプ
台（３）の上面には、可動側のワーク（７）、例えば合
成樹脂製管の一端部を把持する一対の可動クランプ
（９）が互いに離隔させて装着されている。なお、図１
では、固定クランプ（６）を断面図で表し、可動クラン
プ（９）を側面図で表している。

【００１９】このように本実施例では、固定クランプ
（６）で継手（５）を把持しているが、これとは反対に
可動クランプ（９）で継手（５）を把持し、固定クラン
プ（６）で管（７）を把持してもよい。また、双方のワ
ークを管としてもよい。

【００２０】可動クランプ台（３）の下面には、ボール
ナット（10）が装着される。そして、このボールナット
（10）は、複数のベアリングを具備する支持ユニット
（11）を介して基台（１）に回転自在に支持されたボー
ルねじ軸（12ａ）に螺合されている。従って、後述する
スライド駆動源を正逆駆動してボールねじ軸（12ａ）を
正逆回転させれば、可動クランプ台（３）を水平方向に
前進・後退させることが可能となる（ワーク（５）
（７）の端面同士が接近する方向を前進といい、端面同
士が離反する方向を後退という）。

【００２１】基台（１）上面の固定クランプ台（２）と
可動クランプ台（３）の間には、可動クランプ台（３）
の原点位置を定める位置決め手段（13）が設けられる。
この位置決め手段（13）は、位置決めピン（13ａ）を例
えば電磁力等により伸張・縮退させるもので、位置決め
ピン（13ａ）の突出時には、当該位置決めピン（13ａ）
と可動クランプ台（３）の下部との係合により、可動ク
ランプ台（３）の前進動作が規制され、一方、その退入
時には可動クランプ台（３）の前進・後退がフリーとな
る。

【００２２】可動クランプ台（３）下面には、その後退
動作を規制するストッパ（14）が設けられる。このスト
ッパ（14）は、基台（１）の上面に固設した係止部材
（14ａ）と係合可能に設けられており、ストッパ（14）
と係止部材（14ａ）との係合により、可動クランプ台
（３）の最後退位置が決定され、可動クランプ台（３）
の後退距離が一定値に維持される。ストッパ（14）を肉
厚の異なるものに交換すれば、可動クランプ台（３）の
後退距離を任意に変更でき、ワーク寸法に合った後退距
離を得ることが可能となる。なお、図１乃至図３では、
ストッパ（14）と係止部材（14ａ）が係合した状態、即
ち可動クランプ台（３）が最後退位置に達した状態を図
示している。

【００２３】可動クランプ（９）は、図２に示すよう
に、可動クランプ台（３）に装着された下方クランプ板
（15）と、この下方クランプ板（15）に枢軸（16）を介
して取付けられた上方クランプ板（17）とで構成され
る。上方クランプ板（17）は、閉じ位置（実線で示す）
と開き位置（二点鎖線で示す）の間を枢軸（16）を中心
として揺動可能であり、開き位置では下方クランプ板
（15）に固着した規制部材（18）と当接してそれ以上の
開きを規制される。

【００２４】下方クランプ板（15）及び上方クランプ板
（17）の内径部には、軸方向のキー（20）（21）により
半円形の円弧状をなす下方把持部（22）及び上方把持部
（23）がそれぞれ装着される。上方クランプ板（17）及
びキー（21）には、取り付けねじ（24）が摺動自在のハ
メアイで貫通しており、この取り付けねじ（24）の先端
部はねじ嵌合により上方把持部（23）に嵌入されてい
る。従って、作業者が、取り付けねじ（24）を所定方向
に回すと、ねじ嵌合により上方把持部（23）が引き上げ
られて上方クランプ板（17）の内径面に密着して固定さ
れる。

【００２５】取り付けねじ（24）を反対方向に回すと、
上方把持部（23）が取り付けねじ（24）から抜け落ち
る。また、下方把持部（22）は軸方向にスライドさせる
ことにより取り外せる。このように、両把持部（22）
（23）が脱着可能であるので、ワーク（５）（７）の外
径寸法に対応する内径を備えた種々の把持部（22）（2
3）を予め準備しておけば、把持部（22）（23）を交換
するだけで外径寸法の異なる多種類のワークに対応可能
となる。

【００２６】上方クランプ板（17）の上面には、抜け止
め板（26）が装着される。上方把持部（23）を取り外し
た際には、この抜け止め板（26）が取り付けねじ（24）
の中間部に設けた大径部（25）と係合するため、取り付
けねじ（24）の脱落を防止することが可能となる。

【００２７】以上の説明は、可動クランプ（９）（９）
についてのものであるが、固定クランプ（６）もこれと
同様に構成されている。

【００２８】なお、両把持部（22）（23）の内径面は、
把持したワーク（５）（７）の抜けを確実に防止すべく
鋸刃状に形成されている。

【００２９】下方クランプ板（15）及び上方クランプ板
（17）の境界部には、両クランプ板（15）（17）をロッ
クするためのロック装置（29）が設けられる。このロッ
ク機構（29）は、固定クランプ（６）及び可動クランプ
（９）（９）の全てに設けられる。

【００３０】ロック装置（29）は、図５に示すように、
上方クランプ板（17）に軸（31）を介して回動自在に取
付けられた係止片（32）と、この係止片（32）と係合す
るピン（33）を上下方向にスライドさせるためのスライ
ド機構（34）とで構成される。スライド機構（34）は、
下方クランプ板（15）の側部に設けた貫通穴（31）の下
端部内径に嵌入された筒体（35）と、貫通穴（31）及び
筒体（35）内に上下動自在に収容され、且つ、側面にピ
ン（33）を突出させたスライド部材（36）と、このスラ
イド部材（36）の内径部にねじ嵌合により挿入され、且
つ、複数のベアリングを有する支持ユニット（37）を介
して下方クランプ板（15）に回動自在に支持された垂直
方向の回動軸（39）と、締め付けレバー（40）と、締付
けレバー（40）の揺動動作（軸線Ｏを中心とする）を一
定方向の回転力に変換してこれを回動軸（39）に伝達
し、且つ、締付けトルクが所定値に達したところで空回
りして回転軸（39）への動力伝達を解除するレンチ部
（41）とを具備する。

【００３１】貫通穴（31）の後方側に位置する下方クラ
ンプ板（15）の一端面には、貫通穴（31）に連通し且つ
ピン（33）を収容する垂直方向の溝（図示省略）が形成
されている。回動軸（39）を正逆回転させると、スライ
ド部材（36）もこれに追従して回転動作を行なうが、溝
の側面とピン（33）との係合によりスライド部材（36）
の回転動作が規制されるため、スライド部材（36）は回
転することなく上下方向にスライドする。

【００３２】従って、上クランプ板（17）を閉じた後、
作業者が、係止片（32）に固定した操作レバー（42）を
操作して係止片（32）の先端部をピン（33）に係合さ
せ、スライド部材（36）が降下する方向に締付けレバー
（40）を繰り返し揺動させると、スライド部材（36）に
設けられたピン（33）が降下する。これにより、係止片
（32）が下方に引っ張られ、上方クランプ板（17）の締
め付け力が増大する。そして、上方クランプ板（17）の
締め付け力が所定値に達すると、回動軸（39）の締付け
トルクが所定値に達し、レンチ部（41）が空回りして回
動軸（39）への動力伝達を解除する。

【００３３】このため、作業者は、経験や勘に頼ること
なく容易に所定の締め付け力でワーク（５）（７）を把
持することができ、締め付け力の過不足によるワークの
変形や破損又は抜け等を確実に防止することが可能とな
る。また、レンチ部（41）の設定トルクを適宜変更すれ
ば、任意の締め付け力が得られるので、ワークの材質や
寸法に合った適度の締め付け力を簡単に得ることがで
き、多種類のワークにも対応可能となる。

【００３４】基台（１）上には、ヒータ台（45）が配置
される。このヒータ台（45）は、上述の可動クランプ台
（３）と同様にボールねじ軸（12ｂ）及びボールナット
（図示省略）の組み合わせで駆動され、可動クランプ台
（３）のスライド方向と平行に前進・後退する。

【００３５】ヒータ台（45）上には、ワーク（５）
（７）間の隙間（以下、加熱位置（Ａ）と称する）とこ
の隙間の外方（以下、退避位置（Ｂ）と称する）との間
を、ワーク（５）（７）の軸線と直交する平面上で揺動
する薄肉平板状のヒータ（46）が配設される。このヒー
タ（46）としては、表裏面から均等に放熱し得るあらゆ
る構造の加熱手段が使用可能である。また、ヒータ（4
6）の肉厚（ｓ）は、可動クランプ台（３）を最後退位
置まで後退させた際のワーク（５）（７）の端面間距離
（ｔ）に比べて、ワークの材質や寸法等に応じて所定量
分だけ小さくされている。従って、加熱位置（Ａ）にあ
るヒータ（46）は、ワーク（５）（７）の端面を非接触
状態で加熱する。

【００３６】ヒータ台（45）上には、モータ等からなる
ヒータ駆動源（47）が配置される。ヒータ駆動源（47）
の出力軸は、ケース（49）に回動自在に支持された第１
揺動部材（50）にギヤ（52）（53）を介して連結され
る。第１揺動部材（50）は、従動側ギヤ（53）の内径部
に嵌合した筒状部（54）と、この筒状部（54）の基端部
から径方向に延設され且つ先端部に後述する受光素子
（62）が装着されたセンサ支持部（55）とで構成されて
いる。筒状部（54）の内径部には、ヒータ台（45）のス
ライド方向と平行に配した揺動軸（56）がベアリングを
介して同心状態で保持されており、この揺動軸（56）の
固定クランプ（６）側の端部は、一端部にヒータ（46）
を装着した第２揺動部材（57）の他端部に装着されてい
る。第１揺動部材（50）及び第２揺動部材（57）は、一
体的に揺動可能となるよう適当な連結手段（図示省略）
を用いて連結される。これにより、ヒータ駆動源（47）
を正逆回転させると、受光素子（62）及びヒータ（46）
が揺動軸（56）を中心として一体的に揺動するようにな
る（図２参照）。

【００３７】クランプ（６）（９）の側方には、可動側
ワーク（７）の端面位置を検出するためのセンサ（60）
が配置される。このセンサ（60）としては、透過型のセ
ンサ、例えば発光素子（61）及び受光素子（62）からな
る光センサを用いることができる。本実施例では、発光
素子（61）と受光素子（62）とを可動クランプ（９）を
挟んで対向配置し、受光素子（62）を揺動可能とした場
合を例示する。

【００３８】具体的には、発光素子（61）は、基台
（１）の側部に配置されたセンサ支持台（63）に斜め上
方に向けて装着され、一方、受光素子（62）は、上述し
たように第１揺動部材（50）のセンサ支持部（55）に受
光面をクランプ（６）（９）側に向けて装着される。セ
ンサ支持台（63）は、ヒータ台（45）と一体的に移動で
きるよう図示しない連結部材を介してヒータ台（45）に
連結されている。なお、図４では受光素子（62）の図示
が省略されている。

【００３９】第１揺動部材（50）若しくは第２揺動部材
（57）の揺動領域中には、リミットスイッチ等の検知手
段（図示省略）が設けられる。この検知手段は、発光素
子（61）と受光素子（62）の軸線が一致する直前に例え
ば第１揺動部材（50）と接触し、検知信号を図示しない
制御装置に伝送する。制御装置は、この検知信号に基づ
いてヒータ駆動源（47）を停止させ、図２に示すように
発光素子（61）と受光素子（62）の軸線を一致させた状
態でこれらを一体的にスライドさせて受光素子（62）の
受光量を逐次管理する（以下、この時のヒータ（46）の
停止位置を中間位置（Ｃ）と称する）。

【００４０】図４に、可動クランプ台（３）及びヒータ
台（45）の駆動系を示す。図示のように、可動クランプ
台（３）及びヒータ台（45）は、それぞれ２つの動力伝
達経路（66ａ）（66ｂ）を介してサーボモータ等からな
る単一のスライド駆動源（67）により駆動される。スラ
イド駆動源（67）の出力軸は、３つのギヤ（68）（69
ａ）（69ｂ）により２軸に分岐された後、両動力伝達経
路（66ａ）（66ｂ）に設けたパウダークラッチ（70ａ）
（70ｂ）、軸継手（71ａ）（71ｂ）、減速機（72ａ）
（72ｂ）、一組のプーリ（73ａ）（73ｂ）及びベルト
（74ａ）（74ｂ）を介してそれぞれ可動クランプ台
（３）及びヒータ台（45）の下方に配したボールねじ軸
（12ａ）（12ｂ）に連結されている。

【００４１】本発明装置は以上の構成をなす。以下、本
発明装置による溶着作業手順を図６乃至図10に基づいて
説明する。

【００４２】まず、図６に示すように、位置決め手段
（13）の位置決めピン（13ａ）を突出させ、可動クラン
プ台（３）を原点位置に配置する。次いで、固定クラン
プ（６）及び可動クランプ（９）にワーク（５）（７）
をその端面同士を突き合わせて配置し、上述のロック装
置（29）を操作してワーク（５）（７）を確実に固定す
る。この時、両ワーク（５）（７）の突合せ部（75）の
位置は、固定クランプ（６）の端面とこれに対向する可
動クランプ（９）の端面との間で任意にとることができ
る。

【００４３】次に、ヒータ台（45）側のパウダークラッ
チ（70ｂ）をフリーにすると共に、可動クランプ台
（３）側のパウダークラッチ（70ａ）に磁場をかけ、ク
ラッチ要素間に摩擦力を作用させる。この状態でスライ
ド駆動源（67）を起動し、可動クランプ台（３）側のボ
ールねじ軸（12ａ）を回転させて、可動クランプ台
（３）を後退させる。可動クランプ台（３）が、所定距
離後退すると、ストッパ（14）と係止部材（14ａ）とが
係合可動クランプ台（３）の後退動作が規制される。こ
れにより、図７に示すように、ワーク（５）（７）の端
面間に、可動クランプ台（３）の後退距離と等しい幅の
隙間（76）が形成される。この後、位置決め手段（13）
を起動し、位置決めピン（13ａ）を可動クランプ台
（３）の下面よりも下方に退入させる。

【００４４】次いで、ヒータ駆動源（47）を駆動してヒ
ータ（46）を中間位置（Ｃ）に位置させ、発光素子（6
1）と受光素子（62）の軸線を一致させる。続いて、可
動クランプ（９）側のパウダークラッチ（70ａ）を消磁
してフリーにすると共に、ヒータ台（45）側のパウダー
クラッチ（70ｂ）に磁場をかけ、ヒータ台（45）を後退
させる。図８に示すように、発光素子（61）及び受光素
子（62）が可動側ワーク（７）の端面近傍に達すると、
発光素子（61）から送光された光の一部がワークの端面
に遮られ、受光素子（62）の受光量が減少する。受光素
子（62）の受光量が所定のしきい値よりも少なくなる
と、これを認識した制御装置が、スライド駆動源（67）
を停止させてヒータ台（45）を停止させる。この後、ヒ
ータ駆動源（47）を起動させ、図９に示すように、中間
位置（Ｃ）にあるヒータ（46）を加熱位置（Ａ）に振込
んで加熱作業を行なう。

【００４５】ところで、かかる加熱時には、ワーク
（５）（７）の端面を均等に加熱しなければならない。
このため、本発明では、ヒータ（46）と受光素子（62）
間の軸間距離（ｕ）（ヒータの幅方向の中心線ｖと受光
素子の軸線ｗとの間の水平距離をいう：図３参照）が、
ヒータ台（45）の停止位置を考慮して所定距離に設定さ
れている。具体的には、ヒータ台（45）が停止した際
に、ヒータ（46）の中心線（ｖ）がワーク（５）（７）
間の隙間（76）の中心位置（ｒ）に合致するよう設定さ
れている。これにより、ヒータ（46）の表裏面からワー
ク（５）（７）の端面までの距離が等しくなるので、ワ
ーク（５）（７）の端面を均等に加熱することが可能と
なる。そして、ヒータ台（45）の停止後、そのままヒー
タ（46）を加熱位置（Ａ）に振込めば、ヒータ（46）の
位置補正を行なうことなく自動的にヒータ（46）をワー
ク（５）（７）間の隙間（76）の中心部に配置すること
ができる。

【００４６】なお、受光量のしきい値を調整してヒータ
台（45）の停止位置を前後にずらしても同様の効果が得
られる。

【００４７】所定の加熱時間が経過すると、図10に示す
ように、ヒータ駆動源（47）が逆起動してヒータ（46）
を退避位置（Ｂ）に移動させる。次いで、スライド駆動
源（67）が逆起動し、可動クランプ台（３）を前進させ
てワーク（５）（７）の端面同士を突き合わせる。突き
合わせ後は、可動クランプ（９）側のパウダークラッチ
（70ａ）がクラッチ要素間で滑りを生じながらながら一
定トルクをボールねじ軸（12ａ）伝達するので、ワーク
（５）（７）の両端面には一定の圧着力が付与される。
この圧着力は、パウダークラッチ（70ａ）（70ｂ）の設
定トルクを適宜変更することにより、ワーク（５）
（７）の寸法や材質に合った値に変更可能である。

【００４８】ワーク（５）（７）の溶着完了後、固定ク
ランプ（６）及び可動クランプ（９）を開いて接合した
ワーク（５）（７）を取り出し、さらに位置決め手段
（13）を起動して位置決めピン（13ａ）を突出させる。
この後、スライド駆動源（67）を起動して可動クランプ
台（３）を原点復帰させ、以後同様の作業を行なう。

【００４９】以上の構造から、本発明装置は以下の効果
を奏する。

【００５０】 本発明装置では、クランプする前にワ
ーク（５）（７）を一旦突き合わせ、両者が正確に突合
されるのを確認してからクランプして溶着するので、溶
着後の接合部内径面に段差が生じにくくなる。従って、
製品を配管に使用しても澱みやバクテリア発生の温床と
なることもなく、超純水の配管用パイプとして好適なも
のとなる。

【００５１】 従来装置で必須であったスペーサ（8
7）が不要となり、構造の簡素化が図れる。また、従来
装置のようにスペーサ（87）がワークの端面を摺動する
こともなく、そのためワークの端面にスペーサから不純
物が転移することもないので、不純物の混入による強度
低下等の不具合を防止でき、高品質の製品を得ることが
可能となる。

【００５２】 ワーク（５）（７）の突き合わせは、
固定クランプ（６）の端面とこれに対向する可動クラン
プ（９）の端面との間であれば任意の位置で行なえる。
このため、管の端面を正確にスペーサに密着させなけれ
ばならない従来装置に比べて作業性が良くなる。

【００５３】 接合部内径面に生じる段部を確実に排
除する目的で、図11に示すように、ワーク（５）（７）
間に殺菌した治具（78）を介在させて軸線を合致させ、
この状態でワーク（５）（７）をクランプした後、治具
（78）を抜き取って端面同士を溶着する場合がある。本
発明装置でこの治具（78）を用いる場合は、図示のよう
に治具（78）を介在させてワーク（５）（７）をクラン
プ（６）（９）で把持した後、図７に示す段階で治具
（78）を抜き取ればよい。この場合は、治具（78）の外
径端部の幅（ｐ）を考慮して軸間距離（ｕ）を設定して
おけば、ワークの両端面を均等に加熱することができ
る。これに対し、従来装置では、ワークのクランプ時に
ワーク間にスペーサ（87）を介在させる構造であるの
で、治具（78）を配置するのは困難であり、また配置し
てもその効果が十分に得られないという欠点がある。

【００５４】以上の説明は、センサ（60）として光セン
サを用いたものであるが、この他、タッチセンサを使用
しても同様の効果が得られる。具体的には、図２におい
てセンサ支持部（55）にタッチセンサを装着する。但
し、この場合は、検出時にタッチセンサの検出部が可動
側ワーク（７）の端面に接触可能となるようタッチセン
サの揺動域を受光素子（62）の揺動域よりもクランプ
（６）（９）側に設定する必要がある。また、可動側ワ
ーク（７）の端面位置検出後、ヒータ（46）を振込む際
には、ヒータ（46）との衝突・干渉を防止するため、タ
ッチセンサをワーク（５）（７）間の隙間の外方に退避
させる必要がある。従って、ヒータ（46）とタッチセン
サとは別の駆動源で独立して駆動し、揺動させるのが望
ましい。

【００５５】以下、本発明の他の実施例を示す。これ
は、図１乃至図４に示す装置において、可動側ワーク
（７）を後退させた後、センサ（60）により両ワーク
（５）（７）の端面位置を直接測定し、この測定値から
ワーク（５）（７）間の隙間の中心位置（ｒ）を求めて
この中心位置（ｒ）にヒータ（46）を振込むよう構成し
たものである。

【００５６】この場合の具体的な作業手順を説明する。
先ず、図６及び図７に示すように、突き合わせたワーク
（５）（７）を固定クランプ（６）及び原点位置にある
可動クランプ（９）でそれぞれ把持し、スライド駆動源
（67）を起動して可動側ワーク（７）を後退させる。そ
して、ストッパ（14）と係止部材（14ａ）の係合によ
り、可動クランプ台（３）が停止した後、ヒータ駆動源
（47）を起動して、図12に示すように、ワーク（５）
（７）の端面間にセンサ（60）を配置する。この場合の
センサ（60）としては、光センサ及びタッチセンサの何
れもが使用可能である。次いで、ヒータ台（45）を前進
・後退させ、センサ（60）により固定側及び可動側ワー
ク（５）（７）の端面位置を検出する。これに基づい
て、センサ（60）に接続された制御装置（80）でワーク
（５）（７）間の隙間の中心位置（ｒ）を演算し、ヒー
タ（46）の中心線（ｖ）がこの中心位置（ｒ）に合致す
るようスライド駆動源（47）を駆動する。この後、ヒー
タ駆動源（47）を起動し、ヒータ（46）を加熱位置
（Ａ）に振込んで加熱作業を行なう。

【００５７】この装置によれば、ワーク（５）（７）間
の隙間の中心位置（ｒ）を直接求め、この中心位置
（ｒ）にヒータ（46）を振込んでいるので、上記〜
の効果に加え、ワーク（５）（７）のセットがラフに行
なえるという独自の効果を奏する。即ち、図13に示すよ
うに、ワーク（５）（７）が正確に突き合わされず、僅
かな隙間（81）をあけた状態でクランプされた場合で
も、確実にヒータ（46）の中心線（ｖ）を隙間の中心位
置（ｒ）に合致させることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上の構成により、本発明装置はワーク
の偏加熱を確実に防止しつつ以下の各効果を奏する。

【００５９】 本発明装置では、クランプする前に合
成樹脂製品を一旦突き合わせ、両者が正確に突合される
のを確認してからクランプして溶着するので、溶着後の
接合部内径面に段差が生じにくくなる。従って、製品を
配管に使用しても澱みやバクテリア発生の温床となるこ
ともなく、超純水の配管用パイプとして好適なものとな
る。

【００６０】 従来装置で必須であったスペーサが不
要となり、構造の簡素化が図れる。また、従来装置のよ
うにスペーサが合成樹脂製品の端面を摺動することもな
く、そのため合成樹脂製品の端面にスペーサから不純物
が転移することもないので、不純物の混入による強度低
下等の不具合を防止でき、高品質の製品を得ることが可
能となる。

【００６１】 合成樹脂製品の突き合わせ位置は、固
定クランプ及び可動クランプの端面間であれば任意であ
る。従って、管の端面を正確にスペーサに密着させなけ
ればならない従来装置に比べて作業性が良くなる。

【００６２】また、可動側合成樹脂製品の後退後、セン
サにより検出された両合成樹脂製品の端面位置から合成
樹脂製品間の隙間の中心位置を求め、この中心位置にヒ
ータの中心線が合致するようヒータ台をスライドさせる
制御装置を設けることにより、上記〜の効果に加
え、合成樹脂製品のクランプへのセットが従来装置に比
べてラフにできるという独自の効果を奏する。即ち、合
成樹脂製品が正確に突き合わされず、僅かな隙間をあけ
た状態でクランプされても、確実にヒータの中心線を隙
間の中心位置に合致させることが可能となる。

【００６３】また、クランプに合成樹脂製品の締め付け
力を任意に変更し得るロック装置を設ければ、抜けや破
損を防止し得る適度な締め付け力を合成樹脂製品に付与
することができ、材質や寸法の異なる多種類の合成樹脂
製品にも対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の垂直断面図である。

【図２】本発明装置の正面図である。

【図３】本発明装置の平面一部断面図である。

【図４】図１中のＤ−Ｄ線での水平断面図である。

【図５】ロック装置の拡大断面図である。

【図６】本発明装置による溶着作業手順を示す平面図で
ある。

【図７】本発明装置の溶着作業手順を示す平面図であ
る。

【図８】本発明装置の溶着作業手順を示す平面図であ
る。

【図９】本発明装置の溶着作業手順を示す平面図であ
る。

【図10】本発明装置の溶着作業手順を示す平面図であ
る。

【図11】ワーク間に治具を介在させた場合の平面一部断
面図である。

【図12】本発明装置の他の実施例を示す平面図である。

【図13】本発明装置の適用例を示す平面図である。

【図14】従来装置の溶着手順を示す平面図である。

【符号の説明】

３ 可動クランプ台 ５ 合成樹脂製品（固定側ワーク） ６ クランプ（固定クランプ） ７ 合成樹脂製品（可動側ワーク） ９ クランプ（可動クランプ） 14 ストッパ 29 ロック装置 45 ヒータ台 46 ヒータ 47 ヒータ駆動源 60 センサ 80 制御装置 ｕ 軸間距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/82

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の合成樹脂製品の端面同士を突き合
   わせて溶着するための装置であって、 両合成樹脂製品を、その端面同士を対向させて把持する
   一対のクランプと、両合成樹脂製品の端面が接近・離隔
   する方向に一方のクランプをスライドさせる可動クラン
   プ台と、前記可動クランプ台の後退動作を規制してその
   後退距離を一定値に維持するストッパと、両合成樹脂製
   品の端面間に介在して両端面を均等に加熱するヒータ
   と、前記ヒータを合成樹脂製品間の隙間及びその外方の
   間で移動させるヒータ駆動源と、前記ヒータを可動クラ
   ンプ台のスライド方向と平行にスライドさせるヒータ台
   と、前記ヒータ台上に可動側の合成樹脂製品の端面位置
   が検出可能となるよう設けられたセンサとを具備し、 前記ヒータ及びセンサの軸間距離が、センサによる可動
   側合成樹脂製品の端面検出時にヒータの中心線が両合成
   樹脂製品間の隙間の中心位置と合致するよう設定された
   ことを特徴とする合成樹脂製品の突合せ溶着装置。
2. 【請求項２】 一対の合成樹脂製品の端面同士を突き合
   わせて溶着するための装置であって、 両合成樹脂製品を、その端面同士を対向させて把持する
   一対のクランプと、両合成樹脂製品の端面が接近・離隔
   する方向に一方のクランプをスライドさせる可動クラン
   プ台と、前記可動クランプ台の後退動作を規制してその
   後退距離を一定値に維持するストッパと、両合成樹脂製
   品の端面間に介在して両端面を均等に加熱するヒータ
   と、前記ヒータを合成樹脂製品間の隙間及びその外方の
   間で移動させるヒータ駆動源と、前記ヒータを可動クラ
   ンプ台のスライド方向と平行にスライドさせるヒータ台
   と、前記ヒータ台上に両合成樹脂製品の端面位置が検出
   可能となるよう設けられたセンサと、可動側合成樹脂製
   品の後退後、センサにより検出された両合成樹脂製品の
   端面位置から合成樹脂製品間の隙間の中心位置を求め、
   この中心位置にヒータの中心線が合致するようヒータ台
   をスライドさせる制御装置とを具備することを特徴とす
   る合成樹脂製品の突き合わせ溶着装置。
3. 【請求項３】 前記クランプに、合成樹脂製品の締め付
   け力を任意に変更し得るロック装置を設けたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の合成樹脂製品の突合せ溶着
   装置。