JPH09164597A - 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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JPH09164597A
JPH09164597A JP34731995A JP34731995A JPH09164597A JP H09164597 A JPH09164597 A JP H09164597A JP 34731995 A JP34731995 A JP 34731995A JP 34731995 A JP34731995 A JP 34731995A JP H09164597 A JPH09164597 A JP H09164597A
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JP
Japan
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joint
heating element
constant current
constant voltage
heating wire
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Takuhide Nakayama
卓英 中山
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Hirata Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 継手に配設された発熱線の抵抗値のバラツキ
による、継手の通電終了温度の最適温度からの誤差を小
さくする。 【解決手段】 定電圧制御部１７から発熱線１０に供給
する延べ電力と定電流制御部１８から発熱線１０に供給
する延べ電力とが等しくなるよう、定電圧制御部１７と
定電流制御部１８とを切り替えて発熱線１０に通電し、
継手２を加熱溶融させる。

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、本発明は予め設定さ
れている通電条件に従って継手の発熱体に通電する識別
制御方式による電気溶融着装置の通電制御方法に関す
る。また、その通電制御方法を実施するための電気溶融
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。この
ような電気溶融着装置は、発熱線に通電して発熱させ、
継手とパイプの樹脂を溶融させ、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、継手とパイ
プを接合するものである。
【０００３】このような電気溶融着装置の通電制御方法
は、識別制御方式と自己制御方式の２つに分類される。
ここで、識別制御方式とは、予め設定されている通電条
件に従って継手の発熱線に通電制御する方式である。ま
た、自己制御方式とは、継手の温度もしくは溶融した継
手の圧力を検出することにより発熱線に通電制御する方
式である。
【０００４】本発明は、このうち識別制御方式に関する
ものである。継手を所定の通電終了最適温度Ｔsまで上
昇させるために必要な熱量は継手の熱容量から決まる。
従って、定電圧を発熱線に印加するための定電圧制御部
を備えた識別制御方式の電気溶融着装置では、各種継手
の熱容量と発熱線の抵抗値に応じて、発熱線を所定の通
電終了最適温度Ｔsまで上昇させるための通電条件、す
なわち印加電圧値と通電時間ｔsを各品種毎に予めメモ
リに登録している。また、定電流を発熱線に供給するた
めの定電流制御部を備えた識別制御方式の電気溶融着装
置では、各種継手の熱容量と発熱線の抵抗値に応じて、
発熱線を所定の通電終了最適温度Ｔsまで上昇させるた
めの通電条件、すなわち供給電流値と通電時間ｔsを各
品種毎に予めメモリに登録している。
【０００５】しかして、識別制御方式の電気溶融着装置
にあっては、継手の品種を識別した後、メモリから対応
する通電条件を読み出して定電圧制御部または定電流制
御部に条件設定し、当該通電条件に従って発熱線に通電
して発熱させ、継手とパイプとを溶融着させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気溶融着装置にあっては、発熱線の材質的なバラツキ
（比抵抗のバラツキ）、発熱線の長さや太さのバラツキ
のため、継手に設けられている発熱線の抵抗値がばらつ
く。発熱線の抵抗値がばらつくと、発熱線で発生する発
熱量が変動し、その結果継手の通電終了温度が通電終了
最適温度Ｔsから外れ、継手とパイプの融着品質に悪影
響を生じるという問題があった。すなわち、通電終了温
度が通電終了最適温度Ｔsよりも低過ぎると、継手とパ
イプとが接合不良となり、継手とパイプの接合部分に隙
間が生じる恐れがある。また、通電終了温度が通電終了
最適温度Ｔsよりも高過ぎると、継手やパイプが熱変形
する恐れがある。
【０００７】定電圧制御部を備えた電気溶融着装置によ
って、８０秒間通電した後、継手が通電終了最適温度Ｔ
s≒２９０℃に達するように設定したシステムにおい
て、発熱線の抵抗値が設計値Ｒ0どおりである場合と、
発熱線の抵抗値に±１０％のバラツキがあった場合の継
手の温度上昇特性を図５に示す。
【０００８】定電圧制御の場合には、発熱線の抵抗値が
バラツキによって設計値Ｒ0よりも大きいと、発熱線に
流れる電流が減少するので、発熱量が少なくなり、規定
の通電時間ｔs（８０秒）が経過しても通電終了最適温
度Ｔsに達しない。逆に、発熱線の抵抗値がバラツキに
よって設計値Ｒ0よりも小さいと、発熱線に流れる電流
が増加するので、発熱量が多くなり、規定の通電時間ｔ
s（８０秒）経過後の温度は通電終了最適温度Ｔsを超え
る。従って、いずれの場合も規定の通電時間ｔs後の温
度は通電終了最適温度Ｔsから大きく変化し、継手の融
着品質に悪影響を及ぼす。
【０００９】また、定電流制御部を備えた電気溶融着装
置によって、８０秒間通電した後、継手が通電終了最適
温度Ｔs≒２９０℃に達するように設定したシステムに
おいて、発熱線の抵抗値が設計値Ｒ0どおりである場合
と、発熱線の抵抗値に±１０％のバラツキがあった場合
の継手の温度上昇特性を図６に示す。
【００１０】定電流制御の場合には、発熱線の抵抗値が
バラツキによって設計値Ｒ0よりも大きいと、発熱線に
加わる電圧が大きくなるので、発熱量が増加し、規定の
通電時間ｔs（８０秒）経過後の継手温度は通電終了最
適温度Ｔsを大きく超える。逆に、発熱線の抵抗値がバ
ラツキによって設計値Ｒ0よりも小さいと、発熱線に加
わる電圧が小さくなるので、発熱量が減少し、規定の通
電時間ｔs（８０秒）を経過しても通電終了最適温度Ｔs
に達しない。従って、いずれの場合も規定の通電時間経
過後の温度は通電終了最適温度Ｔsから大きく変化し、
継手の融着品質に悪影響を及ぼす。
【００１１】なお、定電力制御により継手の発熱線を通
電発熱させることにより、上記問題点を解消することが
できるが、定電力制御では制御方法や回路が複雑とな
り、また通電の評価試験装置が高価になるという問題が
ある。
【００１２】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、継手に設け
られた発熱線の抵抗値にバラツキがあっても、継手とパ
イプの融着品質の低下を防止することができる電気溶融
着装置とその通電制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】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、同一
溶融着工程において、一定電圧を前記発熱体に印加する
定電圧制御モードと一定電流を前記発熱体に供給する定
電流制御モードとによって、前記発熱体を発熱させるこ
とを特徴としている。
【００１４】請求項２に記載の実施態様は、請求項１記
載の電気溶融着装置の通電制御方法において、同一溶融
着工程で、一定電圧を前記発熱体に印加する定電圧制御
モードによる前記発熱体の発熱量と一定電流を前記発熱
体に供給する定電流制御モードによる前記発熱体の発熱
量とがほぼ等しくなるよう、前記発熱体を発熱させるこ
とを特徴としている。
【００１５】請求項３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であっ
て、一定電圧を前記発熱体に印加する定電圧制御部と、
一定電流を前記発熱体に供給する定電流制御部と、定電
圧制御部が前記発熱体に供給する延べ電力と定電流制御
部が前記発熱体に供給する延べ電力とがほぼ等しくなる
ように、同一溶融着工程において定電圧制御部及び定電
流制御部を切り替える手段と、を備えたことを特徴とし
ている。
【００１６】請求項４に記載の実施態様は、請求項３記
載の電気溶融着装置において、前記定電圧制御部が前記
発熱体に供給する電力と、前記定電流制御部が前記発熱
体に供給する電力とは互いにほぼ等しく、前記制御手段
は、前記定電圧制御部が前記発熱体に電圧を印加する時
間と、前記定電流制御部が前記発熱体に電流を供給する
時間とがほぼ等しくなるように、定電圧制御部及び定電
流制御部を制御するものであることを特徴としている。
【００１７】
【作用】定電圧制御モードで発熱体を発熱させる場合、
発熱体の抵抗値がバラツキにより設計値よりも大きい
と、発熱量は最適値よりも減少し、設計値よりも小さい
と、発熱量は最適値よりも増加する。逆に、定電流制御
モードによって発熱体を発熱させる場合、発熱体の抵抗
値がバラツキにより設計値よりも大きいと、発熱量は最
適値よりも増加し、設計値よりも大きいと、発熱量は最
適値よりも減少する。
【００１８】従って、継手とパイプを溶融着させる同じ
溶融着工程において、定電圧制御モードと定電流制御モ
ードの両方を用いて発熱体を発熱させると、発熱体の抵
抗値にバラツキがあっても、抵抗値のバラツキによる発
熱量の増減は互いに相殺され、発熱量の合計値は発熱体
の抵抗値のバラツキの影響を受けにくくなる。この結
果、発熱体の抵抗値にバラツキがあっても、規定の全通
電時間経過後における継手の温度が最適値から外れにく
くなり、継手とパイプの融着品質を保つことができる。
【００１９】特に、請求項２のように、定電圧制御モー
ドと定電流制御モードによる発熱量（総発熱量）がほぼ
等しくなるようにすれば、発熱体の抵抗値のバラツキに
よる通電終了最適温度からの外れを極小にすることがで
き、継手とパイプを精密に接合させることができる。
【００２０】本発明の電気溶融着装置にあっては、定電
圧制御部により発熱体に供給される延べ電力と定電流制
御部により発熱体に供給される延べ電力をほぼ等しくし
ている。この電力は発熱体において熱に変換されるの
で、両制御部による発熱量が等しくなり、発熱体の抵抗
値のバラツキによる通電終了温度の変動を小さくでき
る。
【００２１】請求項４の実施態様では、あらかじめ定電
圧制御部と定電流制御部による出力電力を等しくしてい
るので、延べ電力を等しくするためには各制御モードの
通電時間を等しくするだけでよい。従って、通電終了温
度の変動を小さくするために、各制御部を時間管理する
だけでよく、制御方法を簡略化することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（電気溶融着装置の外観構成）図１は本発明の一実施形
態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。
【００２３】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２７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。
【００２４】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リン
グ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１１に当たるまで
深く継手２内に挿入される。
【００２５】（電気溶融着装置の回路構成）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、定電圧制御部１７、定電流制御部１８、
モード切替制御部１９、タイマ２０、電圧検出部２１、
電流検出部２２、抵抗値演算部２３、継手識別部２４、
動作条件設定部２５およびメモリ２６からなっている。
【００２６】電圧検出部２１は発熱線１０の両端に印加
されている電圧値Ｖを検出し、電流検出部２２は発熱線
１０に流れている電流値Ｉを検出し、抵抗値演算部２３
は電圧検出部２１で検出された発熱線１０の印加電圧Ｖ
と電流検出部２２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。
【００２７】継手識別部２４は、スタートスイッチ７の
投入直後に、抵抗値演算部２３で求められた発熱線１０
の抵抗値Ｒから継手２の品種を識別し、継手２の品種を
示す識別信号を動作条件設定部２５へ送る。
【００２８】なお、この電気溶融着装置１は品種毎に動
作条件を切り替える識別制御方式であって、スタートス
イッチ７をオンにした直後の継手品種識別モードにおい
ては、定電圧制御部１７の出力電圧値や定電流制御部１
８の出力電流値がまだ設定されていないので、上記のよ
うに電圧検出部２１で検出した電圧と電流検出部２２で
検出した電流とから発熱線１０の抵抗値を求めるように
するのが好ましい。しかし、スタートスイッチ７を投入
した直後の継手品種識別モードにおいて、定電圧制御１
７により発熱線１０に規定電圧を印加するようになって
いれば、電圧検出部２１は省略することができる。ある
いは、スタートスイッチ７を投入にした直後の継手品種
識別モードにおいて、定電流制御部１８により発熱線１
０に規定電流を流すようになっていれば、電流検出部２
１を省略することができる。また、継手２の品種を識別
する方法としては、発熱線１０の抵抗値によらず、例え
ば継手２等に埋め込まれた抵抗、キャパシタ、インダク
タ等の識別子の定数によってもよい。
【００２９】定電圧制御部１７及び定電流制御部１８
は、商用電源２７から電力を得て、接続ケーブル５を介
して接続された継手２の発熱線１０を発熱させるもので
あって、定電圧制御部１７は設定された定電圧値で発熱
線１０に電圧を印加し、定電流制御部１８は設定された
定電流値で発熱線１０に電流を流すものである。
【００３０】モード切替制御部１９は、電気溶融着装置
本体４から発熱線１０への出力を、継手２の品種を識別
するための継手品種識別モードと、定電圧制御部１７に
より所定の定電圧を印加する定電圧制御モードと、定電
流制御部１８により所定の定電流を供給する定電流制御
モードとに切り替え可能になっている。また、定電圧制
御部１７が出力する定電圧値と、定電流制御部１８が出
力する定電流値とは、いずれも動作条件設定部２５によ
り継手２の種類に応じて変更されるようになっている。
【００３１】モード切替制御部１９はタイマ２０を備え
ており、動作条件設定部２５により設定されたタイミン
グで継手品種識別モードと定電圧制御モードと定電流制
御モードとに切り替える。
【００３２】メモリ２６には、各継手２の品種毎の所定
の動作条件、すなわち定電圧制御部１７による出力電圧
の設定値、定電流制御部１８による出力電流の設定値、
定電圧制御部１７と定電流制御部１８の各制御モードの
通電時間つまり切替タイミングが各継手２の品種毎に予
め登録されている。
【００３３】しかして、動作条件設定部２５が継手識別
部２４から継手２の品種を示す信号を受け取ると、動作
条件設定部２５はメモリ２６から当該継手２の動作条件
を読み出し、当該継手２に最適な電圧値を定電圧制御部
１７に、当該継手２に最適な電流値を定電流制御部１８
に、定電圧制御部１７と定電流制御部１８の切替えタイ
ミング（つまり、各制御モードの通電時間）をモード切
替制御部１９にそれぞれ設定する。
【００３４】（継手とパイプとの接合作業）本発明の電
気溶融着装置１により、継手２とパイプ３を接続する場
合には、まず図１に示すように、継手２内にパイプ３の
端部を挿入し、ケーブル接続部１４に接続ケーブル５の
継手コネクタ１３を接続する。ついで、電気溶融着装置
１のスタートスイッチ７を投入すると、継手識別部２４
によって継手２の品種が判別される。使用する継手２の
品種が識別されると、動作条件設定部２５により、定電
圧制御部１７、定電流制御部１８及びモード切替制御部
１９に各動作条件が設定される。
【００３５】こうして、継手２とパイプ３を溶融着させ
るための動作条件の設定が完了すると、継手２の溶融着
作業へ移行し、電気溶融着装置１は設定された動作条件
に従って継手２の発熱線１０に通電し、発熱線１０を発
熱させる。発熱線１０が発熱して継手２が継手樹脂の融
点温度に達すると、発熱線１０近傍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、継手２とパイ
プ３の接合面が互いに溶融する。こうして所定の全通電
時間ｔsが経過して継手２の温度が所定の通電終了最適
温度Ｔsに達したとき、発熱線１０への通電を停止し、
継手２及びパイプ２を放冷し、継手２とパイプ３との接
合作業を終了する。
【００３６】（動作条件の設定）上記メモリ２６に予め
登録されており、動作条件設定部２５により定電圧制御
部１７、定電流制御部１８およびモード切替制御部１９
に設定される動作条件を説明する。本発明においては、
同一の継手溶融着工程における全通電時間ｔsを分割
し、定電圧制御モードと定電流制御モードに切替えて発
熱線１０に通電することを特徴としている。すなわち、
発熱線１０の抵抗値が設計値Ｒ0よりも大きい場合に
は、定電圧制御モードで発熱線１０を発熱させると発熱
量が最適値よりも減少して通電時間経過後の通電終了温
度が低くなり、定電流制御モードで発熱させると発熱量
が最適値よりも増加して通電時間経過後の通電終了温度
が高くなるので、通電時間を分割して定電圧制御モード
と定電流制御モードで発熱線１０を発熱させることによ
り、発熱線１０の抵抗値にバラツキがあっても通電時間
経過後の通電終了温度の最適温度Ｔsからの誤差を小さ
くすることができる。同様に、発熱線１０の抵抗値が設
計値よりも小さい場合には、定電圧制御モードで発熱線
１０を発熱させると発熱量が最適値よりも減少して通電
時間経過後の通電終了温度が低くなり、定電流制御モー
ドで発熱させると発熱量が最適値よりも減少して通電時
間経過後の通電終了温度が低くなるので、通電時間を分
割して定電圧制御モードと定電流制御モードを組合せる
ことにより、発熱線１０の抵抗値にバラツキがあっても
通電時間経過後の通電終了温度の最適温度Ｔsからの誤
差を小さくできる。
【００３７】特に、定電圧制御モードで発熱線１０に通
電したときの発熱量（延べ電力）と定電流制御モードで
発熱線１０に通電したときの発熱量（延べ電力）とが等
しくなるようにすれば、発熱線１０の抵抗値Ｒにバラツ
キがあっても、所定の通電時間経過後における通電終了
温度の通電終了最適温度Ｔsからの誤差を最小にするこ
とができる。
【００３８】以下、この理由を説明する。いま、抵抗値
Ｒ0（設計値）の発熱線１０を備えた継手２の温度を通
電終了最適温度Ｔsまで上昇させるのに必要な延べ電力
（エネルギー）をＷ0とする。この延べ電力Ｗ0のうちκ
Ｗ0（但し、０≦κ≦１）を定電流制御部１８により供
給し、（１−κ）Ｗ0を定電圧制御部１７により供給す
る場合を考える。このとき発熱線１０の抵抗値Ｒにα
（但し、−１＜α）だけバラツキがあってＲ＝Ｒ0（１
＋α）であったとすると、発熱線１０に供給される実際
の延べ電力Ｗ（κ）は、次の式で表わされる。 Ｗ（κ）＝κＷ0（１＋α）＋（１−κ）Ｗ0／（１＋α） … よって、発熱線１０の抵抗値にバラツキがない場合の延
べ電力Ｗ0との誤差は、 ΔＷ（κ）＝｜κＷ0（１＋α）＋（１−κ）Ｗ0／（１＋α）−Ｗ0｜ … となる。
【００３９】ここで、抵抗値Ｒのバラツキαは小さい
（｜α｜<<１）とすると、上記式は、次のようにな
る。 ΔＷ（κ）≒｜κＷ0（１＋α）＋（１−κ）（１−α）Ｗ0−Ｗ0｜ ＝Ｗ0｜α｜・｜（２κ−１）｜ … 従って、式によれば、κ＝０.５のとき、発熱線１の
発熱量、すなわち継手２の温度誤差が極小になることが
分かる。
【００４０】そこで、定電流制御モードによる延べ電力
と定電圧制御モードによる延べ電力とが等しくなる（κ
＝０.５）ようにした場合の合計の延べ電力の誤差、 ΔＷ（κ＝０.５）＝０.５｜Ｗ0（１＋α）＋Ｗ0／（１＋α）−２Ｗ0｜ … と、定電流制御モード（κ＝１）のみで発熱線１０に通
電した場合の延べ電力の誤差、 ΔＷi＝｜Ｗ0（１＋α）−Ｗ0｜ ＝｜α｜・Ｗ0 … と、定電圧制御モード（κ＝０）のみで発熱線１０に通
電した場合の延べ電力の誤差、 ΔＷv＝｜Ｗ0／（１＋α）−Ｗ0｜ ＝｜α／（１＋α）｜・Ｗ0 … を比較し、 ΔＷ（κ＝０.５）≦ΔＷi， かつ， ΔＷ（κ＝０.５）≦ΔＷv … となるバラツキαの範囲を求めた。この不等式から求ま
るように、 −２／３＜α … すなわち、抵抗値のバラツキが−６６％以上であれば、
式が成立する。
【００４１】通常、抵抗値Ｒのバラツキが６６％にも達
することはありえないから、定電流制御モードと定電圧
制御モードとを併用し、両モードで発熱線１０に供給す
る延べ電力が等しくなるように制御することにより、発
熱線１０の抵抗値にバラツキがあっても発熱線１０に供
給する延べ電力の誤差を最小にすることができ、継手２
の通電終了最適温度Ｔsからの誤差を小さくできる。
【００４２】以上の説明より、継手２の通電終了温度の
誤差を小さくするためには、定電流制御モードで継手２
に供給する延べ電力と定電圧制御モードで継手２に供給
する延べ電力とを等しくすればよいことが分かったが、
その態様としては種々考えることができる。例えば、定
電圧制御モードにおいて定電圧制御部１７から出力され
る電力Ｐv＝Ｒ0Ｖs2と定電流制御モードにおいて定電流
制御部１８から出力される電力Ｐi＝Ｉs2／Ｒ0とが等し
くなるよう、定電圧制御部１７の出力電圧Ｖsと定電流
制御部１８の出力電流Ｉsを設定しておき（つまり、Ｖs
＝Ｒ0・Ｉs）、通電時間を前半と後半に分けて定電圧制
御モードで発熱線１０を発熱させる通電時間ｔvと定電
流制御モードで発熱線１０を発熱させる通電時間ｔiと
を等しくすることが考えられる。この場合には、前半を
定電圧制御モードとして後半を定電流制御モードとして
も、前半を定電流制御モードとして後半を定電圧制御モ
ードとしてもよい。
【００４３】あるいは、定電圧制御モードで出力する電
力と定電流制御モードで出力する電力とを等しくしてお
き、定電圧制御モードと定電流制御モードを細かく時分
割的に切り替え、定電圧制御モードによる合計の通電時
間と定電流制御モードによる合計の通電時間とが等しく
なるようにしてもよい。
【００４４】あるいは、定電圧制御モードで出力する電
力と定電流制御モードで出力する電力を異ならせ、定電
圧制御モードによる通電時間と定電流制御モードによる
通電時間も異ならせておき、延べ電力は互いに等しくな
るようにしてもよい。例えば、定電圧制御モードで出力
する電力を定電流制御モードで出力する電力の２倍と
し、定電圧制御モードによる通電時間を定電流制御モー
ドによる通電時間の１／２とすることができる。
【００４５】もちろん、上記以外の態様で定電圧制御モ
ードと定電流制御モードの延べ電力を等しくしても差し
支えない。
【００４６】（具体例）最初に延べた態様、つまり定電
圧制御モードにおける出力電力Ｐvと定電流制御モード
における出力電力Ｐiとが等しくなるように設定し、前
半の定電流制御モードによる通電時間ｔi＝ｔs／２と後
半の定電圧制御モードによる通電時間ｔv＝ｔs／２とが
等しくなるようにした具体例を説明する。このような電
気溶融着装置１による継手２とパイプ３の接合工程を図
３のフローチャートにより説明する。
【００４７】継手２とパイプ３を接続し、継手２と電気
溶融着装置本体４を接続ケーブル５で接続し、スタート
スイッチ７を押すと（Ｓ３１）、電気溶融着装置本体４
から識別用の電流が発熱線１０に供給し、電圧検出部１
８により発熱線１０に印加されている電圧値Ｖを検出す
る（Ｓ３２）と共に電流検出部１９により発熱線１０に
流れている電流Ｉを検出し（Ｓ３３）、抵抗値演算部２
０により通電電流Ｉと印加電圧Ｖの検出値から発熱線１
０の抵抗値Ｒ＝Ｖ／Ｉを求める（Ｓ３４）。継手２の品
種によって発熱線１０の抵抗値Ｒが異なるので、継手識
別部２４は発熱線１０の抵抗値Ｒから継手２の品種を判
定する（Ｓ３５）。
【００４８】継手２の品種が判定されると、動作条件設
定部２５は継手２の品種に応じた動作条件をメモリ２６
から読み出し（Ｓ３６）、定電流制御部１８に継手２の
品種に応じた電流値Ｉsを設定すると共に、定電圧制御
部１７に等しい電力となる電圧値Ｖs（＝Ｒ0・Ｉs）を
設定する（Ｓ３７）。さらに、動作設定部２５は、全通
電時間ｔs（８０秒）の０〜ｔs／２（０〜４０秒）の間
定電流制御モードに切り替え、ｔs／２〜ｔs（４０〜８
０秒）の間定電圧制御モードに切り替えるよう、モード
切替制御部１９を設定する（Ｓ３８）。
【００４９】モード切替制御部１９は、電流制御モード
の継続時間ｔs／２をタイマ２０にセットし（Ｓ３
９）、定電流制御部１８をオンにして発熱線１０に通電
して発熱させる（Ｓ４０）。そして、継続時間ｔs／２
が経過してタイマ２０がタイムアップすると（Ｓ４
１）、定電流制御部１８をオフにする（Ｓ４２）。
【００５０】ついで、モード切替制御部１９は、電圧制
御モードの継続時間ｔs／２をタイマ２０にセットし
（Ｓ４３）、定電圧制御部１７をオンにして発熱線１０
に通電して発熱させる（Ｓ４４）。そして、継続時間ｔ
s／２が経過してタイマ２０がタイムアップすると（Ｓ
４５）、定電圧制御部１７をオフにする（Ｓ４６）。
【００５１】こうして継手２の温度が所定の通電終了最
適温度Ｔsに達すると、継手２とパイプ３を放冷して樹
脂が硬化するのを待ち、溶融着作業を終了する（Ｓ４
７）。
【００５２】図４は上記フロー図に示したように前半４
０秒の通電時間を定電流制御し、後半４０秒の通電時間
を定電圧制御したとき、設計値どおりの抵抗値の発熱線
と±１０％のバラツキを有する発熱線のそれぞれの場合
において、全通電時間ｔs＝８０秒後に継手の温度がど
れくらい変化したかを示している。
【００５３】定電流制御のみによる場合には、前記式
より、 ΔＷi／Ｗ0＝｜α｜ であるから、抵抗値のバラツキが±１０％あった場合に
は、延べ電力のバラツキも１０％となり、図６に示した
ように継手の通電終了温度も大きなバラツキを示す。定
電圧制御のみによる場合には、前記式より、 ΔＷv／Ｗ0＝｜α／（１＋α）｜ であるから、抵抗値のバラツキが±１０％あった場合に
は、延べ電力のバラツキは９.０９％又は１１.１１％と
なり、図５に示したように継手の通電終了温度も大きな
バラツキを示す。
【００５４】これに対し、本発明の方法による場合に
は、前記式より、 ΔＷ（κ＝０.５）／Ｗ0＝α2／（２｜１＋α｜） となるから、抵抗値のバラツキが±１０％あった場合に
は、延べ電力のバラツキは０.４５％又は０.５６％とい
う非常に小さな値となり、図４に示したように継手の通
電終了温度は発熱線の抵抗値バラツキによらず通電時間
経過後には通電終了最適温度Ｔsに収束する。
【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概略正面図である。
【図２】電気溶融着装置本体の回路構成を示すブロック
図である。
【図３】同上の電気溶融着装置により継手とパイプを接
合する過程の動作を示すフロー図である。
【図４】定電圧制御と定電流制御を併用した実施形態に
おける、発熱線の抵抗値のバラツキが０％、±１０％の
場合の温度上昇特性を示す図である。
【図５】定電圧制御による従来例における、発熱線の抵
抗値バラツキが０％、±１０％の場合の温度上昇特性を
示す図である。
【図６】定電流制御による従来例における、発熱線の抵
抗値バラツキが０％、±１０％の場合の温度上昇特性を
示す図である。
【符号の説明】
２ 継手 ３ パイプ １０ 発熱線 １７ 定電圧制御部 １８ 定電流制御部 １９ モード切替制御部 ２４ 継手識別部 ２５ 動作条件設定部 ２６ メモリ

Claims (4)

    【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、 同一溶融着工程において、一定電圧を前記発熱体に印加
    する定電圧制御モードと一定電流を前記発熱体に供給す
    る定電流制御モードとによって、前記発熱体を発熱させ
    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】 同一溶融着工程において、一定電圧を前
    記発熱体に印加する定電圧制御モードによる前記発熱体
    の発熱量と一定電流を前記発熱体に供給する定電流制御
    モードによる前記発熱体の発熱量とがほぼ等しくなるよ
    う、前記発熱体を発熱させることを特徴とする、請求項
    １に記載の電気溶融着装置の通電制御方法。
  3. 【請求項３】 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
    溶融着装置であって、 一定電圧を前記発熱体に印加する定電圧制御部と、 一定電流を前記発熱体に供給する定電流制御部と、 定電圧制御部が前記発熱体に供給する延べ電力と定電流
    制御部が前記発熱体に供給する延べ電力とがほぼ等しく
    なるように、同一溶融着工程において定電圧制御部及び
    定電流制御部を切り替える手段と、を備えた電気溶融着
    装置。
  4. 【請求項４】 前記定電圧制御部が前記発熱体に供給す
    る電力と、前記定電流制御部が前記発熱体に供給する電
    力とは互いにほぼ等しく、 前記制御手段は、前記定電圧制御部が前記発熱体に電圧
    を印加する時間と、前記定電流制御部が前記発熱体に電
    流を供給する時間とがほぼ等しくなるように、定電圧制
    御部及び定電流制御部を制御するものである、請求項３
    に記載の電気溶融着装置。
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