JP5906483B2

JP5906483B2 - 加熱装置及び溶着システム

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Publication number: JP5906483B2
Application number: JP2012090185A
Authority: JP
Inventors: 田中　智明; 智明田中; 島崎　勉; 勉島崎
Original assignee: Toyox Co Ltd
Current assignee: Toyox Co Ltd
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: JP2013216046A

Description

本発明は、熱可塑性樹脂等からなる一対の管体を溶着するための加熱装置及び溶着システムに関する。

従来、一対の管体を溶着する管溶着装置として、管のサイズを検出してプログラムを切り替え、管及びソケットをそれぞれクランプで挟持し、管側クランプを固定し、ソケット側クランプを管側クランプに近付けてヒータに管及びソケットを挿入すると、スイッチが動作して加熱保持時間の計測を開始し、加熱保持時間がタイムアップすると、告知アラームが鳴り、ソケット側クランプを管側クランプから遠ざけ、管溶着装置からヒータを除去し、ソケット側クランプを管側クランプに近付けてソケットに管を挿入すると、スイッチが動作して圧着と冷却の時間の計測を開始し、その時間がタイムアップすると、告知アラームが鳴り、溶着が終了するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、この種の溶着技術として、外気温度に基づいて加熱コイルへの印加電圧を補正する技術（例えば、特許文献２参照。）や、ヒータ除去後は管同士を素早く押し付けて溶着する技術（例えば、特許文献３参照。）が知られている。

特開昭５９−５５７１７号公報特許第３７７９０１１号公報特開平６−８３３１号公報

しかし、従来の管溶着装置では、加熱装置が設置された環境温度によっては管又はソケットの加熱面が溶解し過ぎたり、溶解が不十分となり、管とソケットが適切に溶着できないおそれがある。また、加熱保持時間が経過してからヒータを除去してソケットに管を挿入するまでの時間が予定よりも長くなった場合には、管とソケットとの十分な接合強度が得られないおそれがある。

したがって、本発明の目的は、環境温度に依らず一対の管体を適切に溶着することが可能な加熱装置及び溶着システムを提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の加熱装置及び溶着システムを提供する。

［１］着脱可能に設けられ、互いに嵌合する一対の管体を加熱する加熱部と、複数の径及び環境温度範囲に対応して、前記一対の管体を加熱すべき加熱時間を記憶するメモリと、前記メモリが記憶する前記複数の径のうち前記一対の管体に対応する前記径を選択する選択部と、本加熱装置が設置された環境温度を検出する温度センサと、動作により経過時間の計測開始を指示するスイッチと、経過時間を計測するタイマーと、前記スイッチの動作に基づき、前記タイマーにより経過時間を計測し、計測した前記経過時間が、前記選択部によって選択された前記径、及び前記温度センサが検出する前記環境温度を含む前記環境温度範囲に対応して前記メモリが記憶する前記加熱時間に達したとき、前記加熱部による加熱の終了を報知する報知手段と、を備え、前記メモリは、前記複数の径に対応して、前記加熱時間の終了時から前記一対の管体を嵌合するまでの作業時間、及び前記一対の管体の嵌合状態を保持すべき保持時間をさらに記憶し、前記報知手段は、前記加熱時間の終了時から前記タイマーにより経過時間を計測し、計測した経過時間が、前記選択部によって選択された前記径に対応して前記メモリが記憶する前記作業時間に達したとき、及び前記作業時間と前記保持時間とを合計した時間に達したとき、そのことを報知する加熱装置。

［２］前記加熱時間、前記作業時間及び前記保持時間を表示する表示部を備え、前記報知手段は、前記タイマーにより計測した経過時間に基づいて、前記表示部が表示する前記加熱時間、前記作業時間及び前記保持時間をカウントダウンする前記［１］に記載の加熱装置。

［３］前記［１］又は［２］に記載された加熱装置と、前記一対の管体のそれぞれを同一軸上に沿って互いに接近及び離間可能に保持する一対の保持部を有する保持装置とを備え、前記スイッチは、前記一対の管体の移動方向に向けて配置され、前記一対の保持部は、前記一対の保持部を互いに離間させて前記一対の保持部間に前記加熱部を配置した後、前記一対の管体を互いに接近させることにより、前記一対の管体が前記加熱部に嵌合するとともに、前記スイッチが動作して前記タイマーによる経過時間の計測が開始するように構成された溶着システム。

本発明によれば、環境温度に依らず一対の管体を適切に溶着することが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る溶着システムの構成例を示す図である。図２Ａは、第１の実施の形態に係る保持装置の平面図である。図２Ｂは、第１の実施の形態に係る保持装置の正面図である。図２Ｃは、図２ＢのＡ−Ａ矢視図である。図２Ｄは、図２ＢのＢ−Ｂ矢視図である。図２Ｅは、位置合わせプレートの斜視図である。図３は、第１の実施の形態に係る加熱装置の斜視図である。図４は、第１の実施の形態に係る制御ユニットの外観を示す正面図である。図５は、第１の実施の形態に係る制御ユニットの制御系を示すブロック図である。図６は、第１の実施の形態に係る制御ユニットのメモリに記憶されているデータの一例を示す図である。図７Ａは、第１の実施の形態における操作手順を示す保持装置の正面図である。図７Ｂは、第１の実施の形態における操作手順を示す保持装置の正面図である。図７Ｃは、第１の実施の形態における操作手順を示す保持装置の正面図である。図７Ｄは、第１の実施の形態における操作手順を示す保持装置の正面図である。図８は、第１の実施の形態に係る制御ユニットの動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る溶着システムの構成例を示す図である。この溶着システム１は、互いに嵌合する一対の管体としてのパイプ１１及び継手１２を保持する保持装置２と、パイプ１１及び継手１２の嵌合部を加熱する加熱装置３とを備える。

一対の管体は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の溶着可能な熱可塑性樹脂等からなる。本実施の形態では、管体の組合せとしてパイプ１１と、パイプ１３が接合されたパイプ付きの継手１２について説明するが、組合せはパイプと継手、パイプ同士、継手同士、パイプ付きの継手同士等でもよい。また、本実施の形態は、例えば配管径（パイプ１１の外径、又は継手１２の内径）が２０〜１２５ｍｍを対象にする。管体の軸方向の好ましい溶着長さ（深さ）は、配管径により異なり、例えば配管径が２０ｍｍのときは１４ｍｍ、配管径が１２５ｍｍのときは４０ｍｍが好ましい。

保持装置２は、ブラケット２０により所定の間隔を有して配置され、一方の管体としてのパイプ１１を保持する第１及び第２の保持部２１、２２と、ブラケット２５により所定の間隔を有して配置され、他方の管体としての継手１２をパイプ１１と同一軸上に保持する第３及び第４の保持部２３、２４と、第３及び第４の保持部２３、２４を軸方向に移動可能に案内するガイド２６と、第３及び第４の保持部２３、２４をガイド２６に沿って手動により移動させる操作部２７とを備える。

なお、第１及び第２の保持部２１、２２と第３及び第４の保持部２３、２４とは、互いに接近及び離間可能であれば、第１及び第２の保持部２１、２２を第３及び第４の保持部２３、２４に対して移動させてもよく、第１及び第２の保持部２１、２２と第３及び第４の保持部２３、２４の両方を移動させてもよい。

加熱装置３は、パイプ１１及び継手１２を加熱する加熱ヘッド３０と、加熱ヘッド３０を制御する制御ユニット３７とを備える。

加熱ヘッド３０は、パイプ１１の嵌合部である外径部１１ａを加熱する凹状ヒータ３１Ａと、継手１２の嵌合部である内径部１２ａを加熱する凸状ヒータ３１Ｂと、凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂを加熱し、同一軸上に着脱可能に保持する金属からなるヒータプレート３２と、ヒータプレート３２に取り付けられた取手３３と、ヒータプレート３２に金属からなる取付板３４Ａ、３４Ｂによって取り付けられた接触スイッチ３５と、取付板３４Ｂに取り付けられ、ヒータプレート３２の温度を凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂの温度（以下、「ヒータ部温度」という。）として検出するヒータ部温度センサ３６Ａとを備える。

ヒータプレート３２は、商用電源（１００Ｖ）からの電力の供給を受けて所定の温度、例えば２５０〜２７０℃で発熱し、凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂを加熱する。凹状ヒータ３１Ａは、パイプ１１の外径部１１ａが挿入される凹部３１ａを有する。凸状ヒータ３１Ｂは、継手１２の内径部１２ａが挿入される外径部３１ｂを有する。凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂは、配管径に合わせて選択し、凹状ヒータ３１Ａの凹部３１ａの長さは、溶着長さに対応した長さを有し、凸状ヒータ３１Ｂの外径部３１ｂは、溶着長さに対応した長さを有する。凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂは、加熱部の一例である。

（保持装置）
図２Ａ〜図２Ｄは、保持装置２を示し、図２Ａは平面図、図２Ｂは正面図、図２Ｃは図２ＢのＡ−Ａ矢視図、図２Ｄは図２ＢのＢ−Ｂ矢視図である。図２Ｅは、位置合わせプレート２２７の斜視図である。なお、図２Ｂ、図２Ｄにおいて、Ｆは保持装置２が配置されるテーブル面を示す。

（第１の保持部）
第１の保持部２１は、主ベース板２１１と副ベース板２１３とをスペーサ２１２を介して取り付けて主ベース板２１１と副ベース板２１３との間に移動可能に対向して配置された一対のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂと、一対のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂにそれぞれ螺合する右ネジ２１５ａ及び左ネジ２１５ｂを有し、回転方向により一対のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂを互いに接近及び離間させるノブ２１５とを備える。

第１の保持部２１は、ノブ２１５を右回転させると、一対のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂは互いに接近し、ノブ２１５を左回転させると、一対のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂは互いに離間するように構成されている。このようなノブとクランプの構造は、他の第２乃至第４の保持部２２、２３、２４も第１の保持部２１と同様に構成されている。

（第２の保持部）
第２の保持部２２は、第１の保持部２１と同様に、主ベース板２２１と副ベース板２２３とをスペーサ２２２を介して取り付けて主ベース板２２１と副ベース板２２３との間に移動可能に対向して配置された一対のクランプ２２４Ａ、２２４Ｂと、一対のクランプ２２４Ａ、２２４Ｂにそれぞれ螺合する右ネジ２２５ａ及び左ネジ２２５ｂを有し、回転方向により一対のクランプ２２４Ａ、２２４Ｂを互いに接近及び離間させるノブ２２５とを備える。また、第２の保持部２２は、図２Ｃに示すように、ブラケット２２６にパイプ１１の継手１２の挿入量を規定するための位置合わせプレート２２７が取り付けられている。図２Ｃにおいて、２８Ａは六角穴付ボルト、２８Ｂは六角穴付皿ボルトを示す。

（第３の保持部）
第３の保持部２３は、第１の保持部２１と同様に、主ベース板２３１と副ベース板２３３とをスペーサ２３２を介して取り付けて主ベース板２３１と副ベース板２３３との間に移動可能に対向して配置された一対のクランプ２３４Ａ、２３４Ｂと、一対のクランプ２３４Ａ、２３４Ｂにそれぞれ螺合する右ネジ２３５ａ及び左ネジ２３５ｂを有し、回転方向により一対のクランプ２３４Ａ、２３４Ｂを互いに接近及び離間させるノブ２３５とを備える。また、第３の保持部２３は、図２Ｄに示すように、副ベース板２３３にパイプ１１の継手１２への挿入量を規定するためのブラケット２３６が取り付けられている。図２Ｄにおいて、２８Ａは六角穴付ボルトを示す。

（第４の保持部）
第４の保持部２４は、第１の保持部２１と同様に、主ベース板２４１と副ベース板２４３とをスペーサ２４２を介して取り付けて主ベース板２４１と副ベース板２４３との間に移動可能に対向して配置された一対のクランプ２４４Ａ、２４４Ｂと、一対のクランプ２４４Ａ、２４４Ｂにそれぞれ螺合する右ネジ２４５ａ及び左ネジ２４５ｂを有し、回転方向により一対のクランプ２４４Ａ、２４４Ｂを互いに接近及び離間させるノブ２４５とを備える。

（操作部）
操作部２７は、一対のガイド２６の第４の保持部２４側の端部に取り付けられ、第１の支軸２７１を有するガイドベース２７０と、第４の保持部２４の主ベース板２４１に取り付けられ、第２の支軸２７２を有するアーム板２７３と、第１の支軸２７１を中心に回転可能に設けられ、第２の支軸２７２が移動可能な長穴２７４ａを有するレバー２７４とを備える。レバー２７４を第１の支軸２７１を中心に左方向に回転させると、第２の支軸２７２が長穴２７４ａに沿って移動し、アーム板２７３を介して第３及び第４の保持部２３、２４が第１及び第２の保持部２１、２２の方向に移動する。

（位置合わせプレート）
位置合わせプレート２２７は、図２Ｅに示すように、厚さの異なる５つのスペーサ部２２７ａ〜２２７ｅが放射状に突出した形状を有して、回転可能にブラケット２２６に取り付けられている。パイプ１１の継手１２への挿入量に応じてスペーサ部２２７ａ〜２２７ｅを選択し、選択したスペーサ部２２７ａ〜２２７ｅが真下に位置するようにする。第３及び第４の保持部２３、２４を第１及び第２の保持部２１、２２側に移動させたとき、真下に位置するスペーサ部２２７ａ〜２２７ｅに第３の保持部２３のブラケット２３６が当接し、加熱後のパイプ１１の継手１２への挿入量が定まる。なお、ブラケット２３６に接触スイッチを取り付けてもよい。この接触スイッチにより、正確な保持時間をカウントダウンできる。

図３は、加熱ヘッド３０の斜視図である。ヒータプレート３２の下面３２ａには、ヒータ部温度センサ３６Ａを保持した取付板３４Ｂが取り付けられている。接触スイッチ３５は、その取付板３４Ｂに取付板３４Ａにより取り付けられている。取付板３４Ａの取付板３４Ｂに対する取付位置を調整することにより、接触スイッチ３５のヒータプレート３２の側面３２ｂからの距離を調整できるようになっている。また、接触スイッチ３５は、凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂの中心線に平行な方向に向くように配置されている。

（制御ユニット）
図４は、制御ユニット３７の外観を示す正面図である。例えば、この制御ユニット３７は、略箱型状のケース３７０と、ケース３７０の上面に取り付けられた取手３７１とを備える。

制御ユニット３７の正面上部に操作盤部３７０ａが設けられている。操作盤部３７０ａには、電源スイッチ３７２と、配管径変更ボタン３７３と、電源ランプ３７４ａ、モードランプ３７４ｂ、配管径表示ランプ３７４ｃ、時間表示ランプ３７４ｄ、保持ランプ３７４ｅ、加熱ランプ３７４ｆ、溶着可ランプ３７４ｇ等の各種のランプと、セブンセブメントにより構成された配管径／時間表示部３７５ａ、ヒータ部温度表示部３７５ｂ等の各種の表示部と、手動スイッチ３８とを備える。

制御ユニット３７の側面には、環境温度センサ３６Ｂを備える。環境温度センサ３６Ｂは、加熱装置３が設置された環境温度を検出する。

手動スイッチ３８は、保持装置２を用いないでパイプ１１及び継手１２を溶着する場合に用いられる。このときは、手動で手動スイッチ３８を押すことで、接触スイッチ３５と同様の機能を果たす。

図５は、制御ユニット３７の制御系を示すブロック図である。制御ユニット３７は、この制御ユニット３７の各部を制御する制御部３７６と、メモリ３７７と、ブザー３７８と、タイマー３７９とを備える。制御部３７６には、図４に示した電源スイッチ３７２、配管径変更ボタン３７３、電源ランプ３７４ａ、モードランプ３７４ｂ、配管径表示ランプ３７４ｃ、時間表示ランプ３７４ｄ、保持ランプ３７４ｅ、加熱ランプ３７４ｆ、溶着可ランプ３７４ｇ、配管径／時間表示部３７５ａ及びヒータ部温度表示部３７５ｂが接続される。また、制御部３７６には、接触スイッチ３５、ヒータ部温度センサ３６Ａ、環境温度センサ３６Ｂ及び手動スイッチ３８が接続される。

電源ランプ３７４ａ、モードランプ３７４ｂ及び配管径表示ランプ３７４ｃは、電源スイッチ３７２が押されたときに点灯する。

配管径／時間表示部３７５ａは、電源投入時の初期の状態では、配管径のデフォルト値（例えば２０ｍｍ）を表示し、その後、配管径変更ボタン３７３が押される毎に、２５ｍｍ、３２ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６３ｍｍ、７５ｍｍ、９０ｍｍ、１１０ｍｍ、１２５ｍｍをサイクリックに表示する。配管径変更ボタン３７３は、選択部の一例である。なお、配管径を選択するのではなく、テンキーやタッチパネルを用いて数値として入力してもよい。

ヒータ部温度表示部３７５ｂは、ヒータ部温度センサ３６Ａが検出した温度を表示する。溶着可ランプ３７４ｇは、ヒータ部温度センサ３６Ａが検出した温度が予め設定された温度（例えば、２５０〜２７０℃）のときに点灯する。

接触スイッチ３５は、経過時間の計測開始を制御部３７６に指示する。タイマー３７９は、制御部３７６の指示により経過時間を計測する。

制御部３７６は、ＣＰＵ等を有して構成され、メモリ３７７には、制御部３７６のＣＰＵのための図８に示すようなプログラムや、後述する図６に示すデータが記憶されている。

図６は、メモリ３７７に記憶されているデータの一例を示す図である。メモリ３７７には、図６に示すように、複数の配管径及び環境温度範囲（５℃以上と、５℃未満）に対応して、一対の管体を加熱すべき加熱時間（１）、（２）、加熱時間（１）、（２）の終了時から一対の管体を嵌合するまでの作業時間、及び一対の管体の嵌合状態を保持すべき保持時間が記憶されている。

制御部３７６は、配管径変更ボタン３７３によって選択された配管径、及び環境温度センサ３６Ｂが検出する環境温度を含む環境温度範囲に対応してメモリ３７７が記憶する加熱時間を、配管径／時間表示部３７５ａに表示し、加熱時間が経過したとき、配管径変更ボタン３７３によって選択された配管径に対応してメモリ３７７が記憶する作業時間を表示し、作業時間が経過したとき、配管径変更ボタン３７３によって選択された配管径に対応してメモリ３７７が記憶する保持時間を表示する。

制御部３７６は、接触スイッチ３５の動作に基づき、タイマー３７９により経過時間を計測し、計測した経過時間が、配管径／時間表示部３７５ａに表示した加熱時間に達したとき、凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂによる加熱の終了をブザー３７８により報知する。

また、制御部３７６は、配管径／時間表示部３７５ａが表示する作業時間の終了時からタイマー３７９により経過時間を計測し、計測した経過時間が、配管径／時間表示部３７５ａが表示する保持時間に達したとき、パイプ１１と継手１２との嵌合状態の保持の終了をブザー３７８により報知する。制御部３７６及びブザー３７８は、報知手段の一例である。なお、作業時間の終了をブザー３７８で報知してもよい。

（溶着システムの動作）
次に、溶着システム１の動作の一例について、図７Ａ〜図７Ｄ及び図８を参照して説明する。

図７Ａ〜図７Ｄは、操作手順を示す保持装置２の正面図である。図８は、制御ユニット３７の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図７Ａ〜図７Ｃでは、プレート３２を断面にして図示する。

まず、作業者は、制御ユニット３７の電源スイッチ３７２を押して電源を入れる。電源スイッチ３７２の押下により、制御ユニット３７の各部に電源が供給され、電源ランプ３７４ａ、モードランプ３７４ｂ及び配管径表示ランプ３７４ｃが点灯し、配管径／時間表示部３７５ａに配管径のデフォルト値、例えば２０ｍｍが表示され、ヒータ部温度表示部３７５ｂにヒータ部温度センサ３６Ａが検出した温度が表示される。

また、作業者は、加熱ヘッド３０に商用電源（１００Ｖ）から電力を供給する。加熱ヘッド３０への電力の供給により、凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂは、例えば２５０〜２７０℃まで発熱する。ヒータ部温度センサ３６Ａは、ヒータプレート３２の温度を凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂの温度として検出し、検出温度を制御部３７６に通知する。制御部３７６は、ヒータ部温度センサ３６Ａによる検出温度が２５０〜２７０℃のとき、溶着可ランプ３７４ｇを点灯する。

作業者は、溶着対象のパイプ１１の外径部１１ａの外径（配管径）を配管径変更ボタン３７３を操作して選択する（Ｓ１）。選択した配管径は、配管径／時間表示部３７５ａに表示される。ここでは、例えば５０ｍｍを選択したとする。

作業者は、図１に示すように、レバー２７４を右に回転させて第２の保持部２２と第３の保持部２３との間に加熱ヘッド３０の凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂを配置可能なスペースを形成する。

次に、作業者は、図７Ａに示すように、第１及び第２の保持部２１、２２のノブ２１５、２２５を右に回転してパイプ１１を一対のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂ、２２４Ａ、２２４Ｂにより挟持する。このとき、パイプ１１の第２の保持部２２の副ベース板２２３からの突出量が規定の値となるようにする。第３及び第４の保持部２３、２４のノブ２３５、２３５を右に回転させてパイプ付きの継手１２を一対のクランプ２３４Ａ、２３４Ｂ、２４４Ａ、２４４Ｂにより挟持する。

次に、作業者は、凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂの中心がパイプ１１及びパイプ付き継手１２の中心と一致するように加熱ヘッド３０を第２の保持部２２と第３の保持部２３との間に配置する。

次に、作業者は、レバー２７４を左に回転させ、第３及び第４の保持部２３、２４をパイプ付きの継手１２とともにガイド２６に沿ってパイプ１１側に移動させる。

続いて、作業者は、レバー２７４をさらに左に回転させると、図７Ｂに示すように、パイプ１１の外径部１１ａが凹状ヒータ３１Ａの凹部３１ａに挿入され、凸状ヒータ３１Ｂの外径部３１ｂが継手１２の内径部１２ａに挿入される。これと同時に、接触スイッチ３５が第２の保持部２２の副ベース板２２３に当接して動作する（Ｓ２）。

接触スイッチ３５が動作すると、配管径／時間表示部３７５ａは、配管径の表示から時間の表示に切り替わる。制御部３７６は、選択された配管径、及び環境温度センサ３６Ｂが検出する環境温度を含む環境温度範囲に対応してメモリ３７７が記憶する加熱時間を配管径／時間表示部３７５ａに表示する。

制御部３７６は、ヒータ部温度センサ３６Ａが検出したヒータ部温度が設定温度の範囲（２５０〜２７０℃）内か否かを判断する（Ｓ３）。ヒータ部温度が設定温度よりも小さい場合は、エラー表示（Ｅ１）をヒータ部温度表示部３７５ｂに表示する（Ｓ４）。ヒータ部温度が設定温度よりも大きい場合は、エラー表示（Ｅ２）をヒータ部温度表示部３７５ｂに表示する（Ｓ５）。

次に、制御部３７６は、環境温度センサ３６Ｂが検出した環境温度が５℃以上であるか否かを判断し（Ｓ６）、５℃以上であれば（Ｓ６：Ｙｅｓ）、タイマー３７９により測定した経過時間が加熱時間（１）として記憶されている時間に到達したか否かを判断する（Ｓ７）。

環境温度センサ３６Ｂが検出した温度が５℃未満であれば（Ｓ６：Ｎｏ）、経過時間が加熱時間（２）として記憶されている時間に到達したか否かを判断する（Ｓ８）。

制御部３７６は、接触スイッチ３５の動作に基づき、タイマー３７９により経過時間を計測し、経過時間に基づき配管径／時間表示部３７５ａが表示する加熱時間をカウントダウンする。配管径／時間表示部３７５ａに表示する加熱時間がカウントダウンにより０、言い換えると、タイマー３７９により測定した経過時間が加熱時間（１）又は加熱時間（２）に到達すると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御部３７６は、ブザー３７８により加熱終了を示すブザー音を所定の時間（例えば２秒）出力する（Ｓ９）。例えば、配管径を５０ｍｍ、環境温度センサ３６Ｂが検出した環境温度を１０℃とすると、経過時間が加熱時間（１）の１８秒に達すると、ブザー音がブザー３７８から出力される。

制御部３７６は、タイマー３７９により測定した経過時間が加熱時間（１）又は加熱時間（２）に到達した後、選択された配管径に対応してメモリ３７７に記憶されている作業時間を配管径／時間表示部３７５ａに表示する。例えば、配管径が５０ｍｍのときは、７秒の作業時間を表示する。制御部３７６は、加熱時間の終了時からタイマー３７９により経過時間を計測し、経過時間に基づき配管径／時間表示部３７５ａが表示する作業時間をカウントダウンする。

作業者は、上記作業時間（７秒）の間にパイプ１１とパイプ付きの継手１２との溶着作業を行う。すなわち、レバー２７４を左方向に回転させ、図７Ｃに示すように、パイプ１１及びパイプ付き継手１２を凹状ヒータ３１Ａ及び凸状ヒータ３１Ｂから外し、加熱ヘッド３０を保持装置２から取り外す。図７Ｃ中、パイプ１１及び継手１２のクロスハッチングを施した領域が溶融した領域である。

次に、作業者は、レバー２７４を右に回転させ、図７Ｄに示すように、パイプ付きの継手１２をブラケット２３６が位置合わせプレート２２７に当接するまで移動させ、パイプ１１の外径部１１ａをパイプ付きの継手１２の内径部１２ａに嵌合させる。なお、ブラケット２３６に接触スイッチを取り付け、ブラケット２３６と位置合わせプレート２２７の当接を接触スイッチで検出し、それをブザー３７８で報知してもよい。

制御部３７６は、配管径／時間表示部３７５ａが表示する作業時間が０になると、選択された配管径に対応してメモリ３７７が記憶する保持時間を配管径／時間表示部３７５ａに表示する。制御部３７６は、作業時間の終了時からタイマー３７９により経過時間を計測し、計測した経過時間に基づき配管径／時間表示部３７５ａが表示する保持時間をカウントダウンする。

一方、作業者は、パイプ１１の外径部１１ａがパイプ付き継手１２の内径部１２ａに嵌合した状態を保持する。制御部３７６は、タイマー３７９により測定した経過時間がメモリ３７７に記憶されている保持時間に達したか否かを判断する（Ｓ１０）。

配管径／時間表示部３７５ａに表示する保持時間がカウントダウンにより０、言い換えると、タイマー３７９により測定した経過時間が保持時間に達すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御部３７６は、ブザー３７８から保持終了を示すブザー音を出力する（Ｓ１１）。例えば、配管径が５０ｍｍのときは、６秒でブザー音が出力される。

これでパイプ１１と継手１２は溶着により接合されたので、ノブ２１５、２２５、２３５、２４５を左に回して第１乃至第４の保持部２１〜２４のクランプ２１４Ａ、２１４Ｂ、２２４Ａ、２２４Ｂ、２３４Ａ、２３４Ｂ、２４４Ａ、２４４Ｂを互いに離間させ、互いに接合したパイプ１１及び継手１２を保持装置２から取り外す。

（本実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ア）環境温度に依らず一対の管体を適切に溶着することが可能になる。
（イ）専門知識が無くても、パイプ１１と継手１２との溶着部の品質を一定に管理することができる。
（ウ）加熱ヘッド３０のヒータ部温度をヒータ部温度表示部３７５ｂによる表示により確認することができる。
（エ）作業中に加熱ヘッド３０のヒータ部に異常が発生した場合には、ヒータ部の異常をブザー音等で作業者に知らせることができる。
（オ）市販の溶着機であっても、僅かな改造で本加熱装置３が利用でき、溶着作業を標準化することができる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係る加熱装置について説明する。加熱装置３は、第１の実施の形態で説明したのと同様であるので、その説明を省略する。第１の実施の形態では、加熱装置３を保持装置２とともに用いたが、第２の実施の形態は、保持装置２を用いないで一対の管体を溶着するものである。

第２の実施の形態の溶着方法を図８のフローチャートを参照して説明する。但し、ステップＳ２は、手動スイッチ３８を押す。

作業者は、パイプ１１の外径部１１ａを凹状ヒータ３１Ａの凹部３１ａに挿入し、凸状ヒータ３１Ｂの外径部３１ｂに継手１２の内径部１２ａを挿入する。これと同時に、手動スイッチ３８を手で押す（Ｓ２）。

手動スイッチ３８が動作すると、配管径／時間表示部３７５ａは、配管径の表示から時間の表示に切り替わる。制御部３７６は、選択された配管径、及び環境温度センサ３６Ｂが検出する環境温度を含む環境温度範囲に対応してメモリ３７７が記憶する加熱時間を配管径／時間表示部３７５ａに表示する。

環境温度センサ３６Ｂが検出した温度が５℃未満であれば（Ｓ６：Ｎｏ）、タイマー３７９により測定した経過時間が加熱時間（２）として記憶されている時間に到達したか否かを判断する（Ｓ８）。

制御部３７６は、手動スイッチ３８の動作に基づき、タイマー３７９により経過時間を計測し、経過時間に基づき配管径／時間表示部３７５ａが表示する加熱時間をカウントダウンする。配管径／時間表示部３７５ａに表示する加熱時間がカウントダウンにより０、言い換えると、タイマー３７９により測定した経過時間が加熱時間（１）又は加熱時間（２）に到達すると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御部３７６は、ブザー３７８により加熱終了を示すブザー音を所定の時間（例えば２秒）出力する（Ｓ９）。

制御部３７６は、タイマー３７９により測定した経過時間が加熱時間（１）又は加熱時間（２）に到達した後、選択された配管径に対応してメモリ３７７に記憶されている作業時間を配管径／時間表示部３７５ａに表示する。制御部３７６は、加熱時間の終了時からタイマー３７９により経過時間を計測し、経過時間に基づき配管径／時間表示部３７５ａが表示する作業時間をカウントダウンする。

作業者は、上記作業時間の間にパイプ１１とパイプ付きの継手１２との溶着作業を行う。すなわち、パイプ１１の外径部１１ａにパイプ付きの継手１２の内径部１２ａに嵌合させる。

一方、作業者は、パイプ１１の外径部１１ａがパイプ付きの継手１２の内径部１２ａに嵌合した状態を保持する。制御部３７６は、タイマー３７９により測定した経過時間がメモリ３７７に記憶されている保持時間に達したか否かを判断する（Ｓ１０）。

配管径／時間表示部３７５ａに表示する保持時間がカウントダウンにより０、言い換えると、タイマー３７９により測定した経過時間が保持時間に達すると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御部３７６は、ブザー３７８から保持終了を示すブザー音を出力する（Ｓ１１）。このようにしてパイプ１１と継手１２は溶着により接合される。

（本実施の形態の効果）
本実施の形態においても、保持装置２を用いなくても、環境温度に依らず一対の管体を適切に溶着することが可能になり、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、環境温度範囲を２つ設定したが、３つ以上でもよい。また、５℃未満の環境温度範囲に対して下限値を設けて例えば０℃以上５℃未満とし、環境温度が０℃未満のときは溶着作業ができない旨の表示、警報、報知などを行ってもよい。

また、上記実施の形態では、報知手段としてブザー３７８を用いたが、点滅、文字表示等による視覚的な表示や、視覚的な表示とともにブザー音等の聴覚的な表示によって報知してもよい。

また、上記実施の形態では、加熱時間及び作業時間のそれぞれの経過後にタイマーをリセットして経過時間を計測し、各経過時間に基づいて報知を行ったが、タイマーをリセットせずに接触スイッチ３５又は手動スイッチ３８が動作してからの経過時間に基づいて報知を行ってもよい。

上記実施の形態では、第３及び第４の保持部２３、２４を手動により移動させたが、モータ等の動力源を用いて移動させてもよい。

また、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記実施の形態の構成要素のうち一部を除くことも可能である。例えば、上記実施の形態では、制御ユニット３７を加熱ヘッド３０とは別個に設けたが、制御ユニット３７の構成要素を加熱ヘッド３０に組み込んで、制御ユニット３７を省いてもよい。

また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記実施の形態のフローにおいて、ステップの追加、削除、変更、入替え等が可能である

１…溶着システム、２…保持装置、３…加熱装置、１１…パイプ（管体）、
１１ａ…外径部、１２…継手（管体）、１２ａ…内径部、１３…パイプ、
２０…ブラケット、２１…第１の保持部、２２…第２の保持部、２３…第３の保持部、
２４…第４の保持部、２５…ブラケット、２６…ガイド、２７…操作部、
２８Ａ…六角穴付ボルト、２８Ｂ…六角穴付皿ボルト、３０…加熱ヘッド、
３１Ａ…凹状ヒータ（加熱部）、３１Ｂ…凸状ヒータ（加熱部）、３１ａ…凹部、
３１ｂ…凸状ヒータの外径部、３２…ヒータプレート、３２ａ…下面、３２ｂ…側面、
３３…取手、３４Ａ、３４Ｂ…取付板、３５…接触スイッチ、
３６Ａ…ヒータ部温度センサ、３６Ｂ…環境温度センサ、３７…制御ユニット、
３８…手動スイッチ、
２１１、２２１、２３１、２４１…主ベース板、
２１２、２２２、２３２、２４２…スペーサ、
２１３、２２３、２３３、２４３…副ベース板、
２１４Ａ、２１４Ｂ、２２４Ａ、２２４Ｂ、２３４Ａ、２３４Ｂ、２４４Ａ、２４４Ｂ…クランプ、
２１５、２２５、２３５、２４５…ノブ、
２１５ａ、２２５ａ、２３５ａ、２４５ａ…右ネジ、
２１５ｂ、２２５ｂ、２３５ｂ、２４５ｂ…左ネジ、
２２６、２３６…ブラケット、
２２７…位置合わせプレート、２２７ａ〜２２７ｅ…スペーサ部、
２７０…ガイドベース、２７１…第１の支軸、２７２…第２の支軸、２７３…アーム板、２７４…レバー、２７４ａ…長穴、
３７０…ケース、３７０ａ…操作盤部、３７１…取手、３７２…電源スイッチ、
３７３…配管径変更ボタン、３７４ａ…電源ランプ、３７４ｂ…モードランプ、
３７４ｃ…配管径表示ランプ、３７４ｄ…時間表示ランプ、３７４ｅ…保持ランプ、
３７４ｆ…加熱ランプ、３７４ｇ…溶着可ランプ、３７５ａ…配管径／時間表示部、
３７５ｂ…ヒータ部温度表示部、３７６…制御部（報知手段）、３７７…メモリ、
３７８…ブザー（報知手段）、３７９…タイマー

Claims

着脱可能に設けられ、互いに嵌合する一対の管体を加熱する加熱部と、
複数の径及び環境温度範囲に対応して、前記一対の管体を加熱すべき加熱時間を記憶するメモリと、
前記メモリが記憶する前記複数の径のうち前記一対の管体に対応する前記径を選択する選択部と、
本加熱装置が設置された環境温度を検出する温度センサと、
動作により経過時間の計測開始を指示するスイッチと、
経過時間を計測するタイマーと、
前記スイッチの動作に基づき、前記タイマーにより経過時間を計測し、計測した前記経過時間が、前記選択部によって選択された前記径、及び前記温度センサが検出する前記環境温度を含む前記環境温度範囲に対応して前記メモリが記憶する前記加熱時間に達したとき、前記加熱部による加熱の終了を報知する報知手段と、を備え、
前記メモリは、前記複数の径に対応して、前記加熱時間の終了時から前記一対の管体を嵌合するまでの作業時間、及び前記一対の管体の嵌合状態を保持すべき保持時間をさらに記憶し、
前記報知手段は、前記加熱時間の終了時から前記タイマーにより経過時間を計測し、計測した経過時間が、前記選択部によって選択された前記径に対応して前記メモリが記憶する前記作業時間に達したとき、及び前記作業時間と前記保持時間とを合計した時間に達したとき、そのことを報知する加熱装置。
前記加熱時間、前記作業時間及び前記保持時間を表示する表示部を備え、
前記報知手段は、前記タイマーにより計測した経過時間に基づいて、前記表示部が表示する前記加熱時間、前記作業時間及び前記保持時間をカウントダウンする請求項１に記載の加熱装置。
請求項１又は２に記載された加熱装置と、
前記一対の管体のそれぞれを同一軸上に沿って互いに接近及び離間可能に保持する一対の保持部を有する保持装置とを備え、
前記スイッチは、前記一対の管体の移動方向に向けて配置され、
前記一対の保持部は、前記一対の保持部を互いに離間させて前記一対の保持部間に前記加熱部を配置した後、前記一対の管体を互いに接近させることにより、前記一対の管体が前記加熱部に嵌合するとともに、前記スイッチが動作して前記タイマーによる経過時間の計測が開始するように構成された溶着システム。