JPH09109263A - 電気溶融着装置及びその通電制御方法 - Google Patents

電気溶融着装置及びその通電制御方法

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JPH09109263A
JPH09109263A JP29746095A JP29746095A JPH09109263A JP H09109263 A JPH09109263 A JP H09109263A JP 29746095 A JP29746095 A JP 29746095A JP 29746095 A JP29746095 A JP 29746095A JP H09109263 A JPH09109263 A JP H09109263A
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II F TECHNO KK
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TOKUSHU KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 継手の単位時間当りの放熱量を自動的に求
め、本来の通電期間の後、継手の温度を通電終了最適温
度に精度よく維持できるようにする。 【解決手段】 本来の通電期間の最終期間Ａ３において
発熱線１０の単位時間当りの発熱量をＱ１からＱ２に変
化させる。この前後における発熱線温度の時間変化率か
ら、継手２の単位時間当りの放熱量Ｄを求める。発熱線
温度が通電終了最適温度Ｔｓに達した後の延長期間Ａ４
においては、発熱線１０の単位時間当りの発熱量Ｑ３が
単位時間当りの放熱量Ｄと等しくなるように通電し、期
間Ａ４において継手２の温度を通電終了最適温度Ｔｓに
維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気溶融着装置及び
その通電制御方法に関する。特に、本発明は、パイプの
端部を継手に挿入し、継手の内周面に配設された発熱体
に通電してパイプの端部に溶融着（エレクトロフュージ
ョン）させるための電気溶融着装置の通電制御方法に関
する。また、その方法を用いた電気溶融着装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】予め螺旋状に巻かれた発熱線（電気抵抗
線）を内周面に配設された熱可塑性樹脂継手内に熱可塑
性樹脂パイプの端部を差込み、発熱線に電流を流して発
熱させ、継手とパイプの接合面を溶融させて接合させる
電気溶融着システムが、従来より用いられている。
【０００３】このような電気溶融着装置においては、例
えば発熱線に通電して一定の単位時間当り熱量を発熱さ
せ、継手とパイプの樹脂を溶融させる。発熱線が所定の
通電終了最適温度Ｔｓに達すると、通電を停止し、継手
を放冷させる。従来は、このような方法により、継手と
パイプを接合させるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、継手とパイプ
の融着をより完璧なものとしたい要求がある。そのよう
な場合には、図９（ａ）に示すように、本来の通電期間
Ａ１〜Ａ３が経過して発熱線の温度が通電終了最適温度
Ｔｓに達した後も、一定期間Ａ４の間、通電期間を延長
して発熱線に通電を続け、継手及びパイプを通電終了最
適温度Ｔｓに維持する方法がある。
【０００５】このためには、期間Ａ１〜Ａ３においては
発熱線を発熱させて継手及びパイプに一定の単位時間当
り熱量Ｑ１を加えるようにしていても、通電終了最適温
度Ｔｓに達した後の延長期間Ａ４には、継手に加える単
位時間当りの熱量と継手における単位時間当りの放熱量
とが等しくなるよう、図９（ｂ）に示すように発熱線か
ら継手に加える単位時間当りの発熱量をＱ３に減少させ
る必要がある。
【０００６】従来は、継手の種類毎に実験を通して単位
時間当りの放熱量を求め、実験的に定めた単位時間当り
の放熱量と等しい値を、発熱線への通電条件として予め
メモリに格納していた。このため、継手の各種類毎に多
くの実験データを採取する必要があり、継手を通電終了
最適温度Ｔｓに維持するための単位時間当りの発熱量
（もしくは通電量）を実験的に定める作業に多大の労力
を要していた。また、種類やサイズの異なる継手が販売
されると、その都度メモリのデータを書き換える必要が
あった。
【０００７】さらには、継手のバラツキや環境温度の変
化等の原因により、メモリに予め格納されている通電条
件で発熱線を発熱させても発熱線の単位時間当りの発熱
量と放熱量との間に誤差が発生し、その場合には図９
（ａ）に２点鎖線で示すように維持温度が通電終了最適
温度Ｔｓから次第に外れるという問題があった。特に、
２点鎖線イのように通電終了最適温度Ｔｓよりも低くな
ると、十分な効果をえることができず、２点鎖線ロのよ
うに通電終了最適温度Ｔｓよりも高過ぎると、継手やパ
イプの樹脂が劣化していた。
【０００８】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、継手からの
単位時間当りの放熱量を検出することにより、通電終了
最適温度に維持する延長期間において継手の温度を精度
よくコントロールできるようにすることにある。
【０００９】
【発明の開示】請求項１に記載の電気溶融着装置の通電
制御方法は、継手の内周面に配設された発熱体に通電す
ることにより、合成樹脂製の継手と継手に挿入された合
成樹脂製のパイプの端部とを溶融着させるための電気溶
融着装置の通電制御方法であって、継手の溶融後継手の
温度が通電終了最適温度に達する前に、継手に加える単
位時間当りの熱量を変化させ、単位時間当りの熱量を変
化させる前後におけるそれぞれの継手温度の時間変化率
から単位時間当りの放熱量を求め、継手の温度が前記通
電終了最適温度に達した後、前記単位時間当りの放熱量
とほぼ等しい単位時間当りの熱量を継手に加えることを
特徴としている。
【００１０】継手の温度の時間変化率は、単位時間当り
に継手に加える熱量と、継手からの単位時間当りの放熱
量（パイプを通して放熱するものを含む）と、継手及び
パイプの熱容量とから決まる。従って、継手に加える単
位時間当りの熱量を変化させ、その前後における継手温
度の時間変化率を検出すれば、継手からの単位時間当り
の放熱量を自動的に求めることができる。こうして継手
からの単位時間当りの放熱量を求めれば、その単位時間
当りの放熱量と等しい単位時間当りの熱量を継手に加え
ることにより、通電期間の最後に継手の温度を通電終了
最適温度に維持することができる。
【００１１】従って、本発明によれば、予め継手の単位
時間当りの放熱量を実験的に求めてメモリに格納してお
く必要がなくなる。よって、単位時間当りの放熱量を実
験的に定める必要もなく、そのための実験作業を軽減で
きる。
【００１２】また、継手毎の単位時間当りの放熱量のデ
ータを必要としないので、対応できる継手の種類に制約
がなく、特に、種類やサイズの異なる新規の継手が販売
された場合にもメモリのデータを書き換えることなく対
応できる。
【００１３】さらには、通電過程において実測値から継
手の単位時間当りの放熱量を求めているので、継手のバ
ラツキや環境温度の変化等によっても誤差が生じず、継
手の温度を高い精度で最適温度に維持させることができ
る。
【００１４】請求項２に記載の電気溶融着装置は、継手
の内周面に配設された発熱体に通電することにより、合
成樹脂製の継手と継手に挿入された合成樹脂製のパイプ
の端部とを溶融着させるための電気溶融着装置におい
て、前記発熱体に流れる電流値を検出する手段と；前記
発熱体に印加されている電圧値を検出する手段と；継手
の溶融後継手の温度が通電終了最適温度に達する前に、
発熱体の単位時間当りの発熱量を変化させ、単位時間当
りの熱量を変化させる前後において、発熱体に流れる電
流値と印加電圧値とから発熱体の温度を求め、当該発熱
体温度の時間変化率から単位時間当りの放熱量を求め、
継手の温度が前記通電終了最適温度に達した後、前記単
位時間当りの放熱量とほぼ等しい単位時間当りの熱量を
発熱体から発生させる手段と；を備えたことを特徴とし
ている。
【００１５】請求項２に記載の電気溶融着装置も請求項
１記載の電気溶融着装置の通電制御方法と同様な作用効
果を奏する。
【００１６】すなわち、発熱体の通電電流と印加電圧を
検出すれば、発熱体の抵抗値を知ることができる。発熱
体の抵抗値はその温度によって変化するので、発熱体温
度（つまり、継手の温度）の時間変化率は発熱体の抵抗
値の時間変化率から知ることができる。
【００１７】従って、請求項２に記載の電気溶融着装置
にあっては、発熱体の通電電流と印加電圧から求めた温
度の時間変化率に基づいて継手の単位時間当りの放熱量
を求め、それに基づいて発熱体温度を通電終了最適温度
に維持するための単位時間当りの熱量を求めることがで
きる。
【００１８】加えて、この電気溶融着装置にあっては、
発熱体の印加電圧と通電電流（つまり、抵抗値）から発
熱体温度を求めているので、直接的に発熱体温度つまり
継手温度を求めることができ、測定誤差やバラツキを小
さくできる。さらに、発熱体の印加電圧と通電電流から
発熱体温度を求めているので、電気溶融着装置の出力変
動などによらず、正確に熱容量を検出することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（電気溶融着装置の構成）図１は本発明の一実施例によ
る電気溶融着装置１の外観と継手２及びパイプ３の断面
を示す概略正面図である。この電気溶融着装置１は、電
気溶融着装置本体（コントローラ）４と、接続ケーブル
５と、電源ケーブル６とからなる。電気溶融着装置本体
４は、前面にスタートスイッチ７とリセットスイッチ８
と液晶表示パネル等の表示装置９とを有している。スタ
ートスイッチ７は、継手２の発熱線１０に通電開始する
ためのスイッチである。リセットスイッチ８は、通電を
途中で中断したり、異常を検知した時に、異常をクリア
するためのスイッチである。表示装置９は、操作指示
や、動作中における動作条件や、異常などを表示するた
めのものである。
【００２０】電気溶融着装置本体４に接続された電源ケ
ーブル６の先端には商用電源２５と接続するための電源
プラグ１２が設けられている。また、電気溶融着装置本
体４に接続された接続ケーブル５の先端には、継手２と
接続するための継手コネクタ１３が設けられている。
【００２１】（継手とパイプ）継手２は両端が開口した
管状となっており、少なくとも内周面がポリエチレンや
エンジニアプラスチック等の熱可塑性樹脂により成形さ
れ、その内周面には継手樹脂と同材質の樹脂により被覆
された発熱線１０（抵抗体）を螺旋状に巻いて配設され
ている。継手２の外面には、接続ケーブル５の継手コネ
クタ１３を接続するためのケーブル接続部１４が設けら
れており、ケーブル接続部１４内には発熱線１０と導通
した端子ピン１５が位置している。しかして、ケーブル
接続部１４に電気溶融着装置１の継手コネクタ１３を接
続すると、端子ピン１５を介して発熱線１０の両端に電
気溶融着装置１が接続される。パイプ３は少なくとも端
部外周面が熱可塑性樹脂により成形されている。パイプ
３は、継手２内周面に突設されたストッパー１６に当た
るまで深く継手２内に挿入される。
【００２２】（回路構成）図２は電気溶融着装置本体４
の回路構成を示すブロック図であって、主として、電力
制御部１７、電圧検出部１８、電流検出部１９、抵抗値
演算部２０、温度演算部２１、時間変化率演算部２２、
メモリ２３、放熱量検出部２４からなっている。
【００２３】電圧検出部１８は、通電中に電力制御部１
７から発熱線１０に印加されている電圧値（つまり、発
熱線１０の両端間電圧）Ｖを検出している。電流検出部
１９は、電力制御部１７により発熱線１０に供給されて
いる電流値Ｉを検出している。
【００２４】抵抗値演算部２０は、電圧検出部１８で検
出された発熱線１０の印加電圧Ｖと、電流検出部１９で
検出された発熱線１０の通電電流Ｉから、発熱線１０の
抵抗値Ｒ＝Ｖ／Ｉを求める。抵抗値演算部２０として
は、例えば除算回路を用いることができる。さらに、温
度演算部２１は、予めメモリ２３に格納されている発熱
線１０の抵抗値と発熱線温度との関係に基づいて発熱線
１０の温度Ｔを求める。時間変化率演算部２２は、発熱
線１０の温度Ｔの時間変化率（増加速度）ΔＴ／Δｔ
（ｔは通電時間を示す）を演算する。ここでの処理は、
連続的に温度Ｔを求め、時間変化率演算部２２において
温度Ｔの変化を微分演算して時間変化率ΔＴ／Δｔを求
めるようにしてもよいが、簡単には、発熱線１０の通電
過程における２点の温度Ｔ１，Ｔ２を求め、その温度差
ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を時間間隔Δｔで割って求めるように
しても十分である。
【００２５】放熱量検出部２４は、後述のように、発熱
線１０の単位時間当りの発熱量を変化させた前後におけ
る発熱体温度の時間変化率が時間変化率演算部２２で求
められた後、その２つの時間変化率の値に基づいて継手
２の単位時間当りの放熱量（パイプ３を通じて放熱する
ものも含む）を検出するものである。
【００２６】電力制御部１７は電気溶融着装置１の主な
機能を果たす部分であって、商用電源２５から得た電力
をソースとして、接続ケーブル５を介して継手２の発熱
線１０に通電制御するものである。電力制御部１７は、
予めメモリ２３に格納されているプログラムに従って、
所定の制御方法で発熱線１０に通電し、発熱線１０を発
熱させる（図３参照）。
【００２７】なお、電力制御部１７や抵抗値演算部２
０、放熱量検出部２４などは、ＩＣやマイクロコンピュ
ータ（ＣＰＵ）等を用いて構成されている。
【００２８】（継手とパイプの溶融着動作、継手の単位
時間当りの放熱量を求める原理）つぎに、電気溶融着装
置１により継手２とパイプ３を接続する動作と、継手２
の単位時間当りの放熱量を自動的に検出するための原理
を説明する。図３（ａ）は発熱線１０に通電を開始した
ときの発熱線１０の温度変化を示す図、図３（ｂ）は発
熱線１０の単位時間当りの発熱量（つまり、継手２に加
える単位時間当りの熱量）の変化を示す図である。ま
た、期間Ａ１は通電開始から継手２が溶融を始める直前
までを示し、期間Ａ２は発熱線１０近傍の継手樹脂が溶
け始め、溶けた継手樹脂が十分にパイプ３に密着するま
でを示し、期間Ａ３は溶けた樹脂がパイプ３に密着し、
継手２とパイプ３の接合面が互いに溶融している期間を
示し、期間Ａ４は接合された継手２及びパイプ３を通電
終了最適温度Ｔｓに維持する期間を示している。また、
図４〜図６は上記各期間Ａ１〜Ａ３における継手２とパ
イプ３の状態を示す図であって、図４〜図６における斜
線部分は継手２及びパイプ３の溶融部分αを示してい
る。
【００２９】以下、発熱線１０に通電を開始してから接
合を完了するまでの動作と継手２及びパイプ３の状態を
図３（ａ）（ｂ）及び図４〜図６により説明する。電気
溶融着装置１により発熱線１０に通電を開始すると、図
３（ｂ）に示すように、発熱線１０には単位時間当りＱ
１の熱量が発生して継手２に加えられる。しかして、発
熱線１０の温度は、図３（ａ）に示すように次第に上昇
していく。各期間Ａ１〜Ａ３における温度上昇の傾き
（時間変化率）は、継手２に加える単位時間当りの熱量
と、発熱線１０とパイプ３の間の熱伝導度、継手２及び
パイプ３の熱容量により決まるものである。まず、通電
直後の期間Ａ１においては、発熱線１０の温度は、初め
の環境温度から次第に上昇していく。この過程では、継
手２の樹脂が溶け始めるまでには至っておらず、図４に
示すように、発熱線１０の近くの継手樹脂はパイプ３と
一部接触しているものの、密着はしていないので、熱容
量及び熱伝導度は比較的小さく、このため、発熱線１０
の温度上昇の傾きは比較的急になっている。
【００３０】つぎに、期間Ａ２においては、図５に示す
ように発熱線１０の周囲の継手樹脂が溶け始め、溶けた
継手樹脂がパイプ３に密着し始める。このとき継手樹脂
の溶融熱により、発熱線１０の温度上昇の傾きが緩やか
になり始め、さらに、継手樹脂がパイプ３と密着するこ
とにより熱容量及び熱伝導度が増し、発熱線１０の温度
上昇の傾きは一層緩やかになる。
【００３１】さらに、継手樹脂がパイプ３に十分密着す
ると、期間Ａ３の過程に入る。図６に示すように、継手
樹脂が溶融してパイプ３に密着すると熱容量が増加する
ので、発熱線１０の単位時間当りの発熱量が同じであれ
ば、期間Ａ３における温度上昇の傾きは、期間Ａ１にお
ける温度上昇の傾きよりも緩やかになる。ここで期間Ａ
３の終りは、発熱線温度が所定の通電終了最適温度Ｔｓ
に達したときである。図３（ａ）に示すように、期間Ａ
３２は、発熱線温度が通電終了最適温度Ｔｓよりも低い
所定温度Ｔｓ−ΔＴ１（加熱条件変更の温度）に達して
から、さらに通電終了最適温度Ｔｓになるまでの期間、
期間Ａ３１は、発熱線温度が加熱条件変更の温度Ｔｓ−
ΔＴ１よりも低い所定温度Ｔｓ−ΔＴ２（検出開始の温
度）に達してから、加熱条件変更の温度Ｔｓ−ΔＴ１に
なるまでの期間であって、両期間Ａ３１及びＡ３２は期
間Ａ３の終了前の区間に位置している。期間Ａ３１にお
いては、発熱線１０の単位時間当りの発熱量はＱ１に維
持されているが、発熱線温度がＴｓ−ΔＴ１に達して期
間Ａ３２になると、図３（ｂ）に示すように発熱線１０
の単位時間当りの発熱量はＱ２に変化する。なお、この
単位時間当りの熱量Ｑ２の値はＱ１より小さくてもよ
く、大きくてもよい。そして、期間Ａ３１においては、
発熱線１０の単位時間当りの発熱量がＱ１の時の発熱線
温度の時間変化率が求められ、期間量Ａ３２において
は、発熱線１０の単位時間当りの発熱量がＱ２の時の発
熱線温度の時間変化率が求められる。
【００３２】放熱量検出部２４は、期間Ａ３１及び期間
Ａ３２における各発熱線温度の時間変化率から継手２の
単位時間当りの放熱量を求める。具体的にいうと、期間
Ａ３１における発熱線温度の時間変化率をκ１、期間Ａ
３１における発熱線１０の単位時間当りの発熱量をＱ１
とし、また期間Ａ３２における発熱線温度の時間変化率
をκ２、期間Ａ３２における発熱線１０の単位時間当り
の発熱量をＱ２とし、継手２からの単位時間当りの放熱
量をＤ、継手２及びパイプ３の熱容量をＣとすると、こ
れらの間には次の，の関係がある。 κ１＝（Ｑ１−Ｄ）／Ｃ … κ２＝（Ｑ２−Ｄ）／Ｃ … ここで、κ１，κ２は時間変化率検出部２２によって検
出されており、単位時間当りの発熱量Ｑ１，Ｑ２は予め
決められているから、式及び式を連立方程式として
解くことにより、単位時間当りの放熱量Ｄ及び熱容量Ｃ
を求めることができる。
【００３３】発熱線１０の温度が通電終了最適温度Ｔｓ
に達し、継手２とパイプ３の樹脂が十分に融着する温度
になると、上記のようにして放熱量検出部２４が継手２
及びパイプ３の放熱量Ｄを検出し、発熱線１０の単位時
間当りの発熱量Ｑ３が単位時間当りの放熱量Ｄと等しく
なるように（つまり、Ｑ３＝Ｄ … となるように）
発熱線１０への通電量を求める。しかして、延長期間Ａ
４において、発熱線１０を単位時間当りの放熱量Ｄと等
しい熱量Ｑ３で発熱させることにより、発熱線温度を一
定値（通電終了最適温度Ｔｓ）に保つことができる。こ
の後、発熱線１０への通電を終了し、継手２とパイプ３
を環境温度付近まで放冷する。
【００３４】厳密には、単位時間当りの放熱量Ｄは温度
の関数となり、上記式及び式における各単位時間当
りの放熱量Ｄは、それぞれ温度が異なるので補正する必
要がある。また、式の放熱量Ｄも、通電終了最適温度
Ｔｓにおける値に補正したものを用いる必要がある。し
かしながら、一次的な近似においては、これらの放熱量
Ｄを等しい値として扱っても差し支えない。
【００３５】（溶融着方法）図７は上記のような原理に
より継手２とパイプ３を接続する際の電気溶融着装置１
の動作手順を説明するフロー図である。まず、スタート
スイッチ７を押して（Ｓ３１）発熱線１０に通電を開始
する。通電を開始すると、電力制御部１７は単位時間当
りの発熱量が一定値Ｑ１となるように発熱線１０に通電
する（図３（ｂ））。ついで、発熱線１０の電流及び電
圧が安定するのを待って、電流検出部１９により発熱線
１０に流れる電流値を検出すると共に電圧検出部１８に
より発熱線１０に印加されている電圧を検出し（Ｓ３
２）、抵抗値演算部２０により通電電流と印加電圧の検
出値から発熱線１０の抵抗値を求め（Ｓ３３）、つい
で、温度演算部２１により発熱線１０の抵抗値を発熱線
温度に換算する（Ｓ３４）。こうして繰り返し発熱線温
度を検出しながら（Ｓ３２〜Ｓ３４）、発熱線温度が期
間Ａ３中の検出開始温度Ｔｓ−ΔＴ２になるのを待つ
（Ｓ３５）。この検出開始温度Ｔｓ−ΔＴ２は、期間Ａ
３における加熱条件変更の温度Ｔｓ−ΔＴ１よりも低い
適当な温度に定められている（つまり、ΔＴ２＞ΔＴ
１；図３（ａ）参照）。
【００３６】発熱線温度が検出開始温度Ｔｓ−ΔＴ２に
達すると、さらに電流検出部１９により発熱線１０に流
れる電流値を検出すると共に電圧検出部１８により発熱
線１０に印加されている電圧を検出し（Ｓ３６）、抵抗
値演算部２０により通電電流と印加電圧の検出値から発
熱線１０の抵抗値を求め（Ｓ３７）、ついで、温度演算
部２１により発熱線１０の抵抗値を発熱線温度に換算す
る（Ｓ３８）。こうして、発熱線温度が加熱条件変更の
温度Ｔｓ−ΔＴ１に達するまで（Ｓ３９）、繰り返し発
熱線温度を検出する（Ｓ３６〜Ｓ３８）。
【００３７】発熱線温度が加熱条件変更の温度Ｔｓ−Δ
Ｔ１に達すると、時間変化率演算部２２は、検出開始の
温度Ｔｓ−ΔＴ２と加熱条件変更の温度Ｔｓ−ΔＴ１の
間の期間に求めた発熱線温度の上昇量とその間の通電時
間とから、期間Ａ３１における発熱線温度の時間変化率
を求める（Ｓ４０）。ついで、電力制御部１７は、継手
２の加熱条件、すなわち発熱線の単位時間当りの発熱量
をＱ２に変化させる（Ｓ４１）。
【００３８】継手２の加熱条件を変化させた後、さらに
電流検出部１９により発熱線１０に流れる電流値を検出
すると共に電圧検出部１８により発熱線１０に印加され
ている電圧を検出し（Ｓ４２）、抵抗値演算部２０によ
り通電電流と印加電圧の検出値から発熱線１０の抵抗値
を求め（Ｓ４３）、ついで、温度演算部２１により発熱
線１０の抵抗値を発熱線温度に換算する（Ｓ４４）。こ
うして発熱線温度が通電終了最適温度Ｔｓに達するまで
（Ｓ４５）、発熱線温度を繰り返し検出する（Ｓ４２〜
Ｓ４４）。
【００３９】発熱線温度が通電終了最適温度Ｔｓに達す
ると、時間変化率演算部２２は、加熱条件変更後の期間
Ａ３２における発熱線温度の上昇量とその間の通電時間
とから、期間Ａ３２における発熱線温度の時間変化率を
求める（Ｓ４６）。ついで、放熱量検出部２４は、期間
Ａ３１における発熱線温度の時間変化率と期間Ａ３２に
おける発熱線温度の時間変化率とから、前記のようにし
て継手２の単位時間当りの放熱量Ｄを検出し、発熱線１
０の単位時間当りの発熱量Ｑ３が検出された単位時間当
りの放熱量Ｄと等しくなるように発熱線１０への通電量
を求めて電力制御部１７に自動的に設定する（Ｓ４
７）。電力制御部１７は設定された通電量に応じて発熱
線１０の加熱条件を変化させ（Ｓ４８）、所定時間（期
間Ａ４）の間、設定された通電量の電流を発熱線１０に
供給し（Ｓ４９）、発熱線１０から単位時間当りＱ３の
熱量を発生させる。これにより、発熱線温度つまり継手
２の温度は、期間Ａ４のあいだ通電終了最適温度Ｔｓに
維持される。期間Ａ４が経過すると、通電を終了する
（Ｓ５０）。
【００４０】本発明にあっては、上記のように期間Ａ３
において加熱条件を変更し、その前後における発熱線温
度の時間変化率から継手２の単位時間当りの放熱量を検
出し、単位時間当りの放熱量Ｄの検出値に基づいて期間
Ａ４における継手２の温度を通電終了最適温度Ｔｓに維
持している。従って、単位時間当りの放熱量のデータを
各継手毎にメモリに予め記憶させておく必要がなくな
り、特に期間Ａ４において継手２の温度を通電終了最適
温度Ｔｓに維持するための条件を定めるための繁雑な実
験を不要にすることができる。また、新規な継手の場合
にも対応することができる。
【００４１】しかも、継手２とパイプ３の溶融着工程を
利用して継手２の単位時間当りの放熱量を求めているの
で、工程時間が長くなって作業効率を低下させることも
ない。
【００４２】さらに、本発明にあっては、発熱線温度の
時間変化率を発熱線１０の抵抗値から直接的に求めてい
るので、発熱線温度の時間変化率を安定に求めることが
できる。例えば、発熱線１０の温度を測定するために、
熱電対やサーミスタ等の温度測定器を発熱線１０の近傍
に接触させる場合には、発熱線１０と温度測定器との間
の熱抵抗（樹脂の厚み等により変化する）のバラツキに
よって測定結果もばらついて安定しない。これに対し、
発熱線１０の抵抗値によって求めれば、安定に発熱線温
度を検出できる。なお、抵抗値の温度係数の大きな発熱
線１０を用いれば、より検出感度が向上する。
【００４３】しかも、発熱線１０の抵抗値を、電流検出
部１９で検出した瞬時電流と電圧検出部１８で検出した
瞬時電圧から求めているので、発熱線１０の電流値や電
圧値が変動している場合にも、精密に抵抗値を求めるこ
とができる。これに対し、定電流制御の電力制御部１７
を用いて発熱線１０の電圧値だけを監視する場合や、定
電圧制御の電力制御部１７を用いて発熱線１０の電流値
だけを監視する場合には、電力制御部１７の出力値の変
動や電源電圧の変動等により、求めた抵抗値の精度が影
響され、精密に抵抗値測定するのが困難である。
【００４４】（他の実施形態）前記実施形態では、発熱
線１０の印加電圧と通電電流から抵抗値を求め、さらに
発熱線温度を求め、発熱線温度の時間変化率を検出した
が、発熱線１０が同じであれば、抵抗値と発熱線温度と
の関係は定まっているから、図２の構成は簡略化するこ
とができる。すなわち、温度演算部２１において、発熱
線１０の印加電圧と通電電流から直接に発熱線温度を求
めることもできる。その場合には、図８に示すように、
抵抗値演算部２０を省くことができ、動作フローもそれ
に応じて簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電気溶融着装置の外
観と継手及びパイプの断面を示す図である。
【図２】同上の電気溶融着装置の回路構成を示すブロッ
ク図である。
【図３】（ａ）は同上の電気溶融着装置を用いて継手の
発熱線を加熱する場合の通電時間と発熱線の温度（発熱
線の抵抗値）との関係を示す図、（ｂ）は継手及びパイ
プに加える単位時間当りの熱量の変化を示す図である。
【図４】期間Ａ１における継手及びパイプの状態を示す
断面図である。
【図５】期間Ａ２における継手及びパイプの状態を示す
断面図である。
【図６】期間Ａ３における継手及びパイプの状態を示す
断面図である。
【図７】同上の電気溶融着装置の動作フロー図である。
【図８】本発明の別な実施形態による電気溶融着装置の
回路構成を示すブロック図である。
【図９】（ａ）は従来の電気溶融着装置を用いて継手の
発熱線を加熱する場合の通電時間と発熱線の温度（発熱
線の抵抗値）との関係を示す図、（ｂ）は継手及びパイ
プに加える単位時間当りの熱量の変化を示す図である。
【符号の説明】
２ 継手 ３ パイプ ４ 電気溶融着装置本体 １０ 発熱線 １７ 電力制御部 １８ 電圧検出部 １９ 電流検出部 ２０ 抵抗値演算部 ２１ 温度演算部 ２２ 時間変化率演算部 ２４ 放熱量検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 卓英 東京都品川区戸越３丁目９番20号 平田機 工株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 継手の内周面に配設された発熱体に通電
    することにより、合成樹脂製の継手と継手に挿入された
    合成樹脂製のパイプの端部とを溶融着させるための電気
    溶融着装置の通電制御方法であって、 継手の溶融後継手の温度が通電終了最適温度に達する前
    に、継手に加える単位時間当りの熱量を変化させ、 単位時間当りの熱量を変化させる前後におけるそれぞれ
    の継手温度の時間変化率から単位時間当りの放熱量を求
    め、 継手の温度が前記通電終了最適温度に達した後、前記単
    位時間当りの放熱量とほぼ等しい単位時間当りの熱量を
    継手に加えることを特徴とする電気溶融着装置の通電制
    御方法。
  2. 【請求項２】 継手の内周面に配設された発熱体に通電
    することにより、合成樹脂製の継手と継手に挿入された
    合成樹脂製のパイプの端部とを溶融着させるための電気
    溶融着装置において、 前記発熱体に流れる電流値を検出する手段と；前記発熱
    体に印加されている電圧値を検出する手段と；継手の溶
    融後継手の温度が通電終了最適温度に達する前に、発熱
    体の単位時間当りの発熱量を変化させ、 単位時間当りの熱量を変化させる前後において、発熱体
    に流れる電流値と印加電圧値とから発熱体の温度を求
    め、当該発熱体温度の時間変化率から単位時間当りの放
    熱量を求め、 継手の温度が前記通電終了最適温度に達した後、前記単
    位時間当りの放熱量とほぼ等しい単位時間当りの熱量を
    発熱体から発生させる手段と；を備えたことを特徴とす
    る電気溶融着装置。
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EP2910832A4 (en) * 2012-10-18 2016-08-03 Georg Fischer Piping Systems Ltd DEVICE FOR PERFORMANCE CONTROL OF AN ELECTRICALLY CONNECTED CONNECTION TUBE FOR AN ARTIFICIAL RESIN TUBE WITH A CONDUCTIVE POLYMER COMPLEX AS HEATING ELEMENT AND METHOD THEREFOR
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