JPH0747609A - 融着機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱溶融の際の配管材の接続端部の位置決め
を正確に行え、もって接続強度の信頼性が高い融着機を
提供する。 【構成】 加熱溶融工程で一対のクランプ１，２が前進
する際に、その各クランプ１，２に固定の配管材Ｐ1,Ｐ
2 の接続端部をそれぞれ非接触で検出する検出手段（例
えば光電センサＳ1,Ｓ2 ）と、その接続端部が検出され
た時点で各クランプ１，２の前進を停止すべく移動機構
１０，２０の駆動を停止する制御手段６を備えている。
そして、上記検出手段による管端検出部位を、一対のク
ランプ１と２との間に配置状態でのヒータ３の加熱面３
ａ，３ｂに対して、それぞれ所定の間隔ｄだけ離れた位
置に設定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＰＰＳ等の熱可
塑性樹脂で成形された管および継手等の配管材を突き合
わせ融着によって接合する融着機に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂成形品の配管材の融着機と
しては、一対のクランプで配管材を把持し、その各配管
材の接続端部をヒータ加熱により溶融した後、ハンドル
操作により各クランプを互いに接近する向きへと移動さ
せることによって、その各溶融部を所定の圧力で突き合
わせて融着する構造のものがある（例えば実開昭５６−
２６２１７号公報）。

【０００３】ところで、この種の融着機において、ＰＰ
Ｓなどの融点の高い樹脂で成形された配管材の接続を行
う場合、その接続端部の溶融は非接触の状態でのヒータ
加熱で行う必要ある。これは、ＰＰＳなどの配管材を溶
融状態まで加熱するにはヒータ温度を 400℃以上に設定
する必要あり、そのような高温加熱ではヒータ表面のコ
ーティング材が存在しないこと等の理由による。

【０００４】そして、そのような非接触のヒータ加熱を
行うための位置決め手段としては、従来、装置本体に、
突き合わせ方向と直交する方向に延びる溝を設けてお
き、その溝にスペーサを装置前面側から手作業で挿入し
てクランプ間に配置し、このスペーサを用いて接続管の
各端面を位置決めすることによって、ヒータ加熱面と管
端面との間の距離（例えば１mm）を確保するといった手
法が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した位
置決め手段によると、スペーサと溝との摺動面にどうし
てもクリアランスが必要で、その隙間が位置決めの信頼
性を低下させる原因となる。

【０００６】すなわち、従来の位置決め手段では、一対
（左右）のクランプを移動させて配管材の接続部端面を
スペーサに接触させて位置決めを行うが、そのクランプ
移動が手動操作で行われることから、スペーサの両面
（左右の面）に管端面を同時にかつ均等な力で接触させ
ことが不可能で、このため、スペーサの左右のいずれか
一方の面に偏った力が作用し、これによりスペーサの位
置が突き合わせ方向に上記したクリアランス分の距離だ
け左方あるいは右方にずれてしまう。

【０００７】そして、そのような位置ずれがあると、加
熱工程でヒータの加熱面と管端面との間の距離がヒータ
加熱面の両側で相違し、その各管端面の加熱溶融状態が
大きく異なる結果、充分な接合強度が得られないなどの
接合不良が発生する。

【０００８】なお、以上のようなスペーサを使用した位
置決めによると、スペーサへの接触により管端面が汚れ
る可能性があることから、スペーサ表面の清浄性を維持
した状態で保管する必要があって、作業性の面でも問題
がある。

【０００９】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、加熱溶融の際の配管材の接続端部の位置決めを
正確に行え、もって接続強度の信頼性が高い融着機を提
供することを所期の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１乃至図３を参照しつ
つ説明すると、本発明は、基台（ベッド４）上に互いに
対向して配設され、それぞれ接近離反する向きへの相対
的な移動が可能な一対のクランプ１，２と、その各クラ
ンプ１，２の移動を与える移動機構１０，２０と、ヒー
タ３を有し、一対のクランプ１，２にそれぞれ配管材Ｐ
1,Ｐ2 を把持し、この各クランプ１，２を互いに接近す
る向きに前進させて、それらの配管材Ｐ1,Ｐ2 の各接続
端部を当該クランプ間に配置したヒータ３により加熱溶
融した後、そのヒータ３をクランプ間から除去するとと
もに、これらの各クランプ１，２を互いに接近側へと移
動させて配管材Ｐ1,Ｐ2 の各溶融部分を突き合わせるよ
う構成された融着機において、上記の加熱溶融工程で一
対のクランプ１，２が前進する際に、その各クランプ
１，２に固定の配管材Ｐ1,Ｐ2 の接続端部をそれぞれ非
接触で検出する検出手段（例えば光電センサＳ1,Ｓ2 ）
と、その接続端部が検出された時点で各クランプ１，２
の前進を停止すべく移動機構１０，２０の駆動を停止す
る制御手段６を備えているとともに、各検出手段は、そ
の検出部位が当該一対のクランプ１と２との間に配置状
態でのヒータ３の加熱面３ａ，３ｂに対して、それぞれ
所定の距離ｄだけ離れた位置に設定されていることによ
って特徴づけられる。

【００１１】

【作用】加熱溶融工程での配管材Ｐ1,Ｐ2 の管端面の位
置決めを、光電センサＳ1,Ｓ2などの光学的な手段によ
る非接触な位置検出に基づいて行うので、機構的な位置
ずれ・がた等の問題が解消され、その位置決め精度が向
上する。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図１は本発明実施例の構造を示す正面図で、図
２はその右側面図である。

【００１３】クランプ１，２は、融着接合を行う配管材
（ＰＰＳ成形品）Ｐ1,Ｐ2 を把持するためのもので、ベ
ッド４上に互いに対向して配置されている。この各クラ
ンプ１，２は、ガイド５ａ，５ｂに摺動自在に配設され
た架台１ａ，２ａの端部にそれぞれ固定されている。

【００１４】各クランプ１，２の架台１ａ，２ａには、
それぞれ移動機構１０，２０が接続されている。この各
移動機構１０，２０は、それぞれモータ１１，２１とそ
の回転運動を直線運動に変換する機構、例えば円筒体外
周面に螺旋状に切られた溝カムとカムフォロワで構成さ
れるカム機構１２，２２とを組み合わせた構造で、各モ
ータ１１，２１の正転・逆転によりクランプ１，２が互
いに接近する側に移動（前進）あるいは離反する向きに
移動（後退）する。

【００１５】一方、ベッド４上には、一対のクランプ
１，２間の中央に相当する位置でベッド４の背面側の位
置にヒータ３が配設されている。このヒータ３は約 500
℃程度までの加熱温度を任意に設定できるもので、例え
ばカートリッジ式のものが用いられる。また、ヒータ３
は、ブレーキ付ギヤドモータ３１を駆動源とする回転機
構３０によって、突き合わせ方向と平行な軸を中心とし
て回動され、図２に示す待機位置もしくは使用位置であ
る各クランプ１と２との間の中間位置に選択的に配置さ
れる。

【００１６】さて、本発明実施例で注目すべきところ
は、図３ならびに先の図１，図２に示すように、一対の
クランプ１，２の上方に２個の光電センサＳ1,Ｓ2 を配
置している点にある。

【００１７】この各光電センサＳ1,Ｓ2 は、各クランプ
１，２に把持した配管材Ｐ1,Ｐ2 の管端を検出するのに
使用されるもので、投光用のレーザ光源（半導体レーザ
等）とその反射光を受光する受光素子によって構成され
ている。また、各センサＳ1,Ｓ2 の出射レーザ光の光軸
はそれぞれクランプ１，２の把持中心を通る鉛直線上に
沿っており、さらに、その一方の光電センサＳ1 の光軸
はヒータ３の加熱面３ａに対して距離ｄ（ｄ＝１mm）だ
け離れた部位に、また、他方のセンサＳ2 の光軸はヒー
タ加熱面３ｂに対して同じく距離ｄだけ離れた部位にそ
れぞれ位置している。

【００１８】ここで、各光電センサＳ1,Ｓ2 は、図３
(a) に示すように、各センサＳ1,Ｓ2の出射レーザ光が
管端に当たったときには発光・受光間の光路距離が短く
なってその反射光の受光量が、レーザ光の進行路上に管
端が存在しないとき（図３(b)）に対して変化するとい
った原理を利用した公知のセンサで、その各検出出力は
制御装置６に採り込まれる。

【００１９】制御装置６は、後述する位置決め用の手動
スイッチ（図示せず）の操作によりクランプ前進の旨が
指令されたときには、クランプ移動機構の各モータ１
１，２１を駆動するが、このクランプ移動制御のとき
に、先の各センサＳ1,Ｓ2 の出力信号が急激に変化した
時点、すなわち配管材Ｐ1,Ｐ2 の各管端がセンサにより
検出された時点で、各クランプ１，２の移動を止めるべ
く、その移動機構１０，２０の各モータ１１，２１の駆
動をそれぞれ停止する。

【００２０】また、制御装置６は、以上の制御動作のほ
か、後述する融着接合工程での各クランプ１，２の前進
・後退移動ならびにヒータ３の回動を行うべく、それら
の各移動機構のモータ１１，２１ならびに３１の駆動制
御を行うように構成されている。

【００２１】次に、本発明実施例の作用を、配管材の接
続の手順・動作とともに述べる。まず、各クランプ１，
２に接続配管材Ｐ1,Ｐ2 を配置し、その各配管材の接続
端面をクランプから所定量（出しろ）だけ突出させた状
態で、各クランプ１，２の閉鎖・締付けを行って各配管
材Ｐ1,Ｐ2 を固定する。なお、この固定作業の際にはク
ランプ１，２は各々の移動端（後退端）に位置してい
る。また、このような固定作業とともにヒータ３の予備
加熱を行って、その温度を例えば 400℃以上に保持して
おく。

【００２２】以上のセッティング終了後に、手動スイッ
チ操作により各クランプ１，２を前進させるが、このク
ランプの移動は、光電センサＳ1,Ｓ2 が各配管材Ｐ1,Ｐ
2 の管端を検出した時点で停止され、この時点で、配管
材Ｐ1,Ｐ2 の各管端は、それぞれヒータ３の加熱面３
ａ，３ｂに対して１mmづつの間隔を隔てた位置に位置決
めされる。

【００２３】そして、以上のセッティングおよび位置決
め作業が完了した後に、融着接合の自動運転が開始され
るわけであるが、その動作は、まずヒータ３を移動（回
動）して使用位置に置き、一定の時間（接続端部の溶融
時間）が経過した後に、ヒータ３を待機位置へと後退さ
せ、次いで、各クランプ１，２を互いに接近する向きに
移動（前進）させ、配管材Ｐと配管材Ｊの端部を相互に
接触させることによって突き合わせ接合を行う。

【００２４】なお、以上の本発明実施例では、レーザ光
源を利用した光電センサを位置検出に用いているが、こ
れに限定されることなく、投光用の光源としてＬＥＤ等
の他の光源を利用した光電センサを採用してもよく、さ
らに、光電センサとしては上記した反射型のタイプのも
のに代えて、発光素子と受光素子とをクランプ１，２の
上下位置に対向して配置する、いわゆる透過型のタイプ
のものを使用してもよい。また、光電センサに代えて、
検出ビームとして超音波などを利用した他の位置検出セ
ンサを用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の融着機に
よれば、配管材の接続端部の加熱溶融の際の位置決めを
非接触な位置検出に基づいて行うので、その位置決め精
度が高くなり、これによって、配管材の接続端部の溶融
状態を常に一定とすることができる結果、接続強度の信
頼性が向上する。なお、本発明によると、配管材の端面
には何ら接触させることなく上記の位置決めを行えるの
で、その管端面が汚れる可能性もないといった利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構造を示す正面図

【図２】その実施例の右側面図

【図３】本発明実施例の制御系の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１，２ クランプ １０，２０ 移動機構 １１，２１ モータ ３ ヒータ ３ａ，３ｂ 加熱面 ３０ 移動機構 ３１ モータ ４ ベッド ６ 制御装置 Ｓ1,Ｓ2 光電センサ Ｐ1,Ｐ2 配管材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂で成形された管および継手
   等の配管材を、突き合わせ融着によって接続する装置で
   あって、基台上に互いに対向して配設され、それぞれ接
   近離反する向きへの相対的な移動が可能な一対のクラン
   プと、その各クランプの移動を与える移動機構と、ヒー
   タを有し、上記一対のクランプにそれぞれ配管材を把持
   し、この各クランプを互いに接近する向きに前進させ
   て、それらの配管材の各接続端部を当該クランプ間に配
   置したヒータにより加熱溶融した後、そのヒータを上記
   クランプ間から除去するとともに、これらの各クランプ
   を互いに接近側へと移動させて上記配管材の各溶融部分
   を突き合わせるよう構成された融着機において、上記加
   熱溶融工程で上記一対のクランプが前進する際に、その
   各クランプに固定の配管材の接続端部をそれぞれ非接触
   で検出する検出手段と、その接続端部が検出された時点
   で上記各クランプの前進を停止すべく上記移動機構の駆
   動を停止する制御手段を備えているとともに、上記検出
   手段は、その検出部位が当該一対のクランプ間に配置状
   態での上記ヒータの加熱面に対して所定の距離だけ離れ
   た位置に設定されていることを特徴とする融着機。