JP3438338B2 - 電気融着式管継手の通電制御方法 - Google Patents

電気融着式管継手の通電制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂製の管と
管継手とを電気融着して接続する電気融着式管継手の制
御方法に関し、詳しくは管継手に設けた電熱線に所定の
電力を供給し、供給中の電力を停止する通電時間の制御
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、管継手に設けた電熱線に所定の電
力を供給する通電時間の制御方法には、例えば特公平３
−２７０１４号公報で開示されたものがある。このもの
は、管継手の加熱線へ電力を供給する前に微少電流を流
して加熱線に流れる電流値を検出し、この電流値から管
継手の寸法識別と管継手の寸法に応じた電力供給時間を
決定し、また一方管継手表面の初期温度を検出してこの
初期温度から先に検出した電力供給時間を調節変化させ
て電力供給の全体時間を決定し、全体時間を経過したら
電力供給を停止するものである。
【０００３】即ち継手の初期温度と継手寸法とから電力
供給時間を決める制御を行っている。そして管継手の初
期温度の検出は、管継手のコネクターピンに接続する融
着装置のケーブル端部のソケットに設けた温度センサー
によって、ソケットを管継手コネクターピンに接続して
コネクターピンの温度を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、管継
手の口径寸法を電熱線へ流れる電流値から決定する。ま
た電熱線への通電時間は、融着時の環境温度即ち管継手
の初期温度と管継手の口径寸法とから電熱線への通電時
間を決定している。ところが加熱線に流れる電流値から
管継手の寸法を識別するため、例えば管継手の口径が同
径ソケットと異径ソケットの様に異なっていても加熱線
の抵抗差が少ないものでは、流れる電流値にも差がない
ので寸法識別を誤認する。また特に口径が大きくなるほ
ど継手と管の融着面積が大きくなり、大きな電流を流す
必要がある。しかし一般の商用ＡＣ１００Ｖ電源のよう
に流せる電流に制限がある場合は、電熱線の抵抗値が制
限され、大口径になる程、口径寸法に対する抵抗値の差
は小さくなる。従って大口径になる程電流値の差による
口径識別が困難になって、識別出来ない問題がある。
【０００５】本発明は上記の課題を解消して、特に電流
値の差が少ない大口径の管継手の口径識別が確実に行え
ると共に、継手寸法や融着時の環境温度の他、管と管継
手の嵌合状態も考慮して、過融着や融着不足を生じさせ
ずに通電停止の制御が行える電気融着式管継手とその制
御方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、熱可塑
性樹脂製継手本体の内面に加熱用の電熱線を設け、電熱
線に所定の電力を供給して電気的な通電加熱により内面
に装着した熱可塑性樹脂製の管と融着接続する通電制御
方法であって、前記管継手に温度センサーを装着し、温
度センサーで管継手の初期温度Ｔｏを検出し、初期温度
Ｔｏから電熱線への通電を停止する通電停止温度Ｔｅを
求め、電熱線に通電中、ある設定時間Ｓｔ経過した時の
管継手の温度Ｔから昇温率Ｔｐ、｛Ｔｐ＝（Ｔ−Ｔｏ）
／（Ｔｅ―Ｔｏ）｝を求め、前記昇温率Ｔｐによって管
継手の口径寸法Ａを識別すると共に、口径寸法Ａに応じ
た下限通電停止時間Ｓ１と上限通電停止時間Ｓ２を求
め、前記通電停止温度Ｔｅと前記下限通電停止時間Ｓ１
と前記上限通電停止時間Ｓ２とから電熱線への通電を制
御することを特徴とする電気融着式管継手の通電制御方
法である。
【０００７】また上記において、前記昇温率Ｔｐによっ
て管継手の口径寸法Ａを識別すると共に、口径寸法Ａに
応じた下限通電停止時間Ｓ１と上限通電停止時間Ｓ２と
通電停止昇温率Ｔｐ１を求め、前記通電停止温度Ｔｅと
通電停止時間Ｓ１、Ｓ２と通電停止昇温率Ｔｐ１とから
電熱線への通電を制御する電気融着式管継手の通電制御
方法である。また上記において、前記管継手の口径寸法
Ａを識別後、通電中の管継手の温度が先に通電停止温度
Ｔｅに到達しても下限通電停止時間Ｓ１に到達しなけれ
ば通電を継続し、通電中の管継手の温度が通電停止昇温
率Ｔｐ１に到達し且つ下限通電停止時間Ｓ１に到達して
いる場合は融着が完了していると判断して通電停止し、
通電中の管継手の温度が通電停止昇温率Ｔｐ１に到達し
てなくても上限通電停止時間Ｓ２に到達している場合は
通電を停止する電気融着式管継手の通電制御方法であ
る。
【０００８】
【作用】本発明は上記の構成であり、管継手の口径寸法
Ａを、通電開始後のある設定時に検出した全体の昇温温
度量に対するその時点の昇温量、即ち昇温率Ｔｐによっ
て識別する。従って温度センサーの管継手への装着位置
を管継手の口径寸法によって変化させておくことで、温
度センサーによる管継手の検出温度を管継手の口径寸法
Ａによって明確な差があるものに設けることができる。
このためコントローラ電源の電力容量に関係なく、小口
径から大口径まで正確な管継手の口径識別をすることが
出来る。また、管継手の口径寸法Ａに応じた通電停止時
間Ｓ、更に管継手の口径寸法Ａに応じた下限通電停止時
間Ｓ１，上限通電停止時間Ｓ２、更に管継手の口径寸法
Ａに応じた通電停止昇温率Ｔｐ１を求めて、通電停止温
度Ｔｅとから融着中における通電時間が制御される。こ
のため管と管継手との融着部が過大に加熱されて生じる
過大融着や、通電融着時間が過大で生じる融着部の変形
等の融着不良が生じない、よりきめ細かな制御が行え
る。
【０００９】また、通電中の管継手の温度Ｔが先に通電
停止温度Ｔｅに到達しても、下限通電停止時間Ｓ１に到
達しなければ通電を継続し、下限通電停止時間Ｓ１に到
達しており上限通電停止時間Ｓ２に達するまでに通電停
止昇温率Ｔｐ１に到達した場合は融着が完了していると
判断して通電停止し、通電停止昇温率Ｔｐ１に達するま
でに上限通電停止時間Ｓ２に到達した場合は融着が完了
していると判断して通電停止する。このため管継手に挿
入する管との嵌合状態をも考慮して制御する。このよう
にして管と管継手との過大融着や融着不足のない均一な
融着接続が行われる。
【００１０】
【発明の実施形態】以下本発明の一実施例について図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の樹脂管
を挿入した状態の電気融着式管継手の部分断面図で、図
２は図１の平面を示す。本実施例の管継手１は片側ずつ
の接続部材１１と１１を成型した後、接続部材１１、１
１の中央部側端面を加熱盤によって加熱した後接続部材
１１同志を熱融着接合して一体のソケット形管継手１を
形成したものである。
【００１１】管継手１の両端部には樹脂管５０を受け入
れる開口部１３を有し、この開口部１３の内周側に電熱
線２を螺旋状に埋設してある。電熱線２は管継手１の端
部側と中央部側に埋設した端子２１と２２に接続してあ
り、電熱線２と端子２１、２２は管継手１の両側開口部
に夫々設けてある。端子２１、２２の近傍には熱電対温
度計を挿入するための凹穴１４、１５を設けてあり、電
熱線２の加熱による管継手１の溶融状態の進行状況を連
続的に温度計によって測定する。１６は樹脂管との接続
時に管継手の溶融樹脂がこの中に盛り上がって継手外周
面より突出し、樹脂管５０との融着が正常に行われたか
を目視で判別するためのインジケータ穴である。通電用
プラグ９は、図３に示すごとく熱電対温度計６と端子２
１、２２に接続するソケット８とが一体化しており、端
子２１，２２にソケット８を挿入すると共に温度計６の
先端面７を凹穴１４、１５の底面１７に接触させてい
る。このようにして電源コントローラからの通電と管継
手の温度測定が行われる。
【００１２】管継手１の中央側の肉厚は端部側の肉厚よ
り大きくしてあり、中央側の端子２２と温度測定用凹穴
１５は端部側の端子２１と凹穴１４より外周側に位置し
ており、管継手１の内周面からの距離も凹穴１４は近く
に、凹穴１５は離れたところに設けてある。このため管
継手の口径寸法によって凹穴１４又は１５の内周面から
の距離を変化させておくことにより、管継手の口径寸法
による昇温率を明確に差を設けることが出来、正確な口
径識別が行える。
【００１３】管継手の開口部１３へ樹脂管５０を挿入し
た後、電源を接続して電熱線２に通電すると、電熱線の
加熱によって電熱線付近の樹脂が溶融し、溶融した樹脂
は樹脂管５０の外周面側に膨張して樹脂管の外周面を溶
融し、樹脂管との融着が行われる。温度測定用の凹穴１
４、１５には電熱線に通電が行われる前から熱電対温度
計６を挿入してあり、凹穴１４、１５内の温度を計測し
て融着が終了するまでコントローラ側へフィードバック
している。
【００１４】次に融着接続の状況と電熱線２へ通電制御
する電気融着用コントロ−ラの制御及びコントロ−ラの
表示について図４と図５に基づいて説明する。図４はマ
イコンを搭載したコントロ−ラの表示パネルで、表示パ
ネルにはパネルスイッチによる入力や、表示ランプによ
る表示の機能を備えている。図５はコントロ−ラの動作
を示すフロ−で、図のＳ１、Ｓ２、、、はステップ１、
ステップ２、、、を示す。以下このフロ−に従って説明
する。 （Ｓ１）電源部３１の電源ボタン３１２を押す（Ｓ１）
と、コントロ−ラ全体にリセットが掛けられ初期状態に
なる。 （Ｓ２）即ち通電時間表示部３４３の時間表示が０にリ
セットされ、 （Ｓ３）プラグ取付部３２の取付けランプ３２１が点灯
する。 （Ｓ４）２個の融着プラグ９を継手１に夫々接続する
と、 （Ｓ５）プラグ取付ランプ３２１が消灯し、 （Ｓ６）接続部３３の接続ランプ３３１が点灯する。
【００１５】（Ｓ７）次に通電部３４の通電ボタン３４
２を押すと、 （Ｓ８）通電ランプ３４１が点滅を開始する。この状態
ではまだ通電が行われず、熱電対６の作動状態が調べら
れる。 （Ｓ９）熱電対６が断線していなければ、 （Ｓ１０）熱電対６の温度が継手の温度を正確に測定し
ているかどうかの温度変化が調べられる。 （Ｓ１０、Ｓ８、Ｓ９）ここで熱電対自体が前回の融着
作業で受けた熱影響がなくなるまで、即ちこの温度変化
が収束するまで待機される。 （Ｓ１１）熱電対の温度変化がなくなると管継手融着前
の初期温度Ｔ０を検出する。 （Ｓ１２）初期温度Ｔ０に基づいて通電停止温度Ｔｅが
求められ、メモリに格納する。
【００１６】（Ｓ１３）コントラ−ラから所定の電圧が
融着プラグ９を介して電熱線２へ出力される。 （Ｓ１４）通電ランプ３４１は点滅から点灯へ変化す
る。 （Ｓ１５）ブザ−が低音で鳴動して通電状態を知らせ
る。 （Ｓ１６）ここで熱電対６の断線の有無、 （Ｓ１７）電熱線２のショ−トの有無、 （Ｓ１８）電熱線２へ給電される出力電圧異常の有無、 （Ｓ１９）電熱線２へ給電される出力電流異常の有無が
判断される。
【００１７】Ｓ１７からＳ１９まで異常がない場合、 （Ｓ２０）予め定めた経過時間Ｔｉ、例えば通電開始後
３０秒経過したならば、 （Ｓ２１）管継手の口径寸法を識別するための管継手の
温度Ｔが検出される。この寸法識別する温度は凹穴１４
での融着部近傍の温度Ｔでも良く、融着部から離れた位
置にある凹穴１５の温度Ｔでも良い。 （Ｓ２２）検出した管継手の温度Ｔに基づいて昇温率Ｔ
ｐ、（Ｔｐ＝Ｔ−Ｔｏ／Ｔｅ−Ｔｏ）が求められる。 （Ｓ２３）昇温率Ｔｐの値によって管継手の口径寸法が
識別される。この識別は予め定めた昇温率から求められ
る。 （Ｓ２４）識別した管継手の寸法に基づく下限通電停止
時間Ｓ１と、 （Ｓ２５）識別した管継手の寸法に基づく上限通電時間
Ｓ２と、 （Ｓ２６）識別した管継手の口径寸法に基づく通電停止
昇温率Ｔｐ１とが求められ、メモリに格納される。 （Ｓ２７）検出温度Ｔに基づく昇温率Ｔｐが通電停止昇
温率Ｔｐ１に到達し、 （Ｓ２８）下限通電停止時間Ｓ１に到達すると、 （Ｓ２９）電熱線２への通電が停止する。 （Ｓ３０）そしてコントロ−ラ内の電源供給回路は遮断
する。 （Ｓ３１）点灯していた通電ランプ３４１が消灯し、 （Ｓ３２）ブザ−の低音が停止し、 （Ｓ３３）代わって冷却中を示す３５の冷却ランプ３５
１が点灯する。
【００１８】（Ｓ３４）継手に応じた所定の冷却時間が
経過すると、 （Ｓ３５）通電時間表示部３４３の冷却時間が０を示
し、冷却ランプ３５１が消灯する。 （Ｓ３６）そしてプラグ取り外しを示す取外部３６のプ
ラグ取付外ランプ３６１が点灯する。 （Ｓ３７）２個の融着プラグ９が継手１から取り外され
ると、 （Ｓ３８）プラグ取外しランプ３６１が消灯する。
【００１９】ここでＳ２７の通電停止昇温率Ｔｐ１に到
達しなかった場合、 （Ｓ３９）Ｓ２４で求めた下限通電停止時間Ｓ１に到達
すると、 （Ｓ４０）再度通電停止昇温率Ｔｐ１以上かどうかが確
認され、以上（Ｔｐ＞Ｔｐ１）ならばＳ２９に移り出力
が停止される。 （Ｓ４１）以下（Ｔｐ＜Ｔｐ１）ならば通電停止昇温率
Ｔｐ１に到達するまでＳ４０の判断が行われ、Ｔｐ＞Ｔ
ｐ１に達するとＳ２９で出力が停止し、上限通電時間Ｓ
２に達してもＴｐ＜Ｔｐ１ならば融着不良と見なし、 （Ｓ４２）通電が停止され、 （Ｓ４３）融着不良ランプ３７２が点灯し、 （Ｓ４４）ブザーが高温で鳴動する。 （Ｓ４５）プラグ取外しランプ３６１が点灯し、 （Ｓ４６）プラグを取外すと、 （Ｓ４７）プラグ取外しランプ３６１が消灯し、 （Ｓ４８）ブザーの高温が停止する。本発明実施例の融
着装置は以上のように制御される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明のごとく本発明の電気融着継手
の通電融着方法によれば、小口径から大口径のものまで
正確な通電融着中の管継手の口径識別が行える。また管
継手の初期温度と通電完了温度に基づく融着中の昇温率
と、管継手の口径寸法に基づく通電停止時間幅の両面か
ら管継手への通電制御を行う。このため加熱融着状態を
正確に把握しながら制御を行い、管と管継手を過大に融
着したり、融着不足を起こすようなことがなく、融着部
全体を正確に均一に融着接続することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の樹脂管を管継手に挿入し
た状態を示す部分断面図である。
【図２】 図１の平面図である。
【図３】 管継手１にコントローラの融着プラグ９を装
着した状態を示す部分断面図である。
【図４】 コントロ−ラの表示パネルを示す正面図であ
る。
【図５】 コントロ−ラのフロ−を示す図である。
【符号の説明】
１ 電気融着継手 ２ 電熱線 ６ 熱電対温度計 ８ 通電用コネクタ− ９ 融着プラグ １１ 接続部材 １３ 開口部 １４、１５ 温度測定用凹穴 １６ インジケータ穴 ２１、２２ 端子
───────────────────────────────────────────────────── 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】 熱可塑性樹脂製継手本体の内面に加熱用
    の電熱線を設け、電熱線に所定の電力を供給して電気的
    な通電加熱により内面に装着した熱可塑性樹脂製の管と
    融着接続する通電制御方法であって、 前記管継手に温度センサーを装着し、温度センサーで管
    継手の初期温度Ｔｏを検出し、初期温度Ｔｏから電熱線
    への通電を停止する通電停止温度Ｔｅを求め、 電熱線に通電中、ある設定時間Ｓｔ経過した時の管継手
    の温度Ｔから昇温率Ｔｐ、｛Ｔｐ＝（Ｔ−Ｔｏ）／（Ｔ
    ｅ―Ｔｏ）｝を求め、前記昇温率Ｔｐによって管継手の口径寸法Ａを識別する
    と共に、口径寸法Ａに応じた下限通電停止時間Ｓ１と上
    限通電停止時間Ｓ２を求め、 前記通電停止温度Ｔｅと前記下限通電停止時間Ｓ１と前
    記上限通電停止時間Ｓ２とから電熱線への通電を制御す
    ることを特徴とする電気融着式管継手の通電制御方法。
  2. 【請求項２】 前記昇温率Ｔｐによって管継手の口径寸
    法Ａを識別すると共に、口径寸法Ａに応じた下限通電停
    止時間Ｓ１と上限通電停止時間Ｓ２と通電停止昇温率Ｔ
    ｐ１を求め、 前記通電停止温度Ｔｅと通電停止時間Ｓ１、Ｓ２と通電
    停止昇温率Ｔｐ１とから電熱線への通電を制御すること
    を特徴とする請求項１記載の電気融着式管継手の通電制
    御方法。
  3. 【請求項３】 前記管継手の口径寸法Ａを識別後、通電
    中の管継手の温度が先に通電停止温度Ｔｅに到達しても
    下限通電停止時間Ｓ１に到達しなければ通電を継続し、 通電中の管継手の温度が通電停止昇温率Ｔｐ１に到達し
    且つ下限通電停止時間Ｓ１に到達している場合は融着が
    完了していると判断して通電停止し、 通電中の管継手の温度が通電停止昇温率Ｔｐ１に到達し
    てなくても上限通電停止時間Ｓ２に到達している場合は
    通電を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２
    記載の電気融着式管継手の通電制御方法。
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