JPS58131025A - 電気溶着装置 - Google Patents

電気溶着装置

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JPS58131025A
JPS58131025A JP57169918A JP16991882A JPS58131025A JP S58131025 A JPS58131025 A JP S58131025A JP 57169918 A JP57169918 A JP 57169918A JP 16991882 A JP16991882 A JP 16991882A JP S58131025 A JPS58131025 A JP S58131025A
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FUYUUJIYON PURASUTEITSUKUSU LT
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電気溶着装置、すなわち熱可塑性材料からなる
本体を有しその表面に隣接して電気抵抗発熱素子が配置
され、その両端への電源端子を通じての電流供給により
上記本体材料を溶融させてこれに接着されるべき部材に
接着させるようになった電気溶着装置に関するものであ
る。本発明は同じく溶着接合を完成させるためにそのよ
うな装置への電力供給を制御するための装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
電気溶着装置は例えばガス産業において用いられるよう
なポリエチレンのごとき熱可塑性材料からなる・ぞイブ
間の接合を行うためにしばしば用いられる。このような
ノ９イブ接合のための用具は一般に熱可塑性樹脂製のス
リーブであってその内面に隣接して抵抗加熱コイルが埋
込まれて３Ｓす、このコイルの両端が適当な制御装置か
ら゛電流を受ける端子に接続される。使用に当っては接
続されるべぎパイプの端部をこのスリーブに押し入れ、
溶着装置と制御装置の間に必要な接続を行い、そして予
定の電流を制御された時間だけ供給してスリーブとパイ
プを軟化させ溶融させて溶着させる。
一般に電気溶着装置を用いて得られるパイプのジヨイン
トは非常に溝足すべきものであるが、この方法は良好な
結果を保証するには熟練者でそれを行わねばならないと
いう欠点を有する。この問題は得られる溶着強度が正し
い時間だけ正しい電流値を与えることによりきまるもの
である点であり、これら因子は異った寸法と形式の１４
３１ｆ　％　歯では異ったものとなる。
〔発明の目的・構成・効果〕
本発明の目的は従来の溶着装置のもつ上記欠点を解決す
ることであり、本発明による電気溶着装置はそれが補助
端子接点装置を有することを％徴とするものであって、
この接点装置は適当な装ｈにより電気的に検知されそし
て溶着装置に供給されるべき電力に従って選ばれる値を
もつ特性電気・々ラメータを有する装置に電気的に接続
される。
好適な溶着装置においてはＣの装置は抵抗であって端子
と補助端子接点の間に接続される。
本発明の溶着装置は適正な制御装置と組合せると未熟練
者によっても満足すべきジヨイントが得られるという利
点を有する。抵抗または他の素子の値は、溶着装置に加
えられる選ばれた電流を流す時間を自動的にセットする
制御装置によりぎめられる。明らかに、異った電力要求
を有する異った寸法および形式の溶着装置は制御装置が
応答すべき異った値をもつ電気的要素に＃着される。そ
のようなシステムでは人間の誤りは有効に量少となる。
異つ１こ寸法の溶着装置の範囲内での電力供給時間は例
えば約１０秒から約４００秒である。同じ溶着装置の範
囲については加熱コイルの抵抗値は僅かＩＣ約０．５オ
ームから約５オームまでしか変化しない。一つの特定の
溶着装置圧電力を加える時間を決定するためにコイル自
体の抵抗値を検出することは、異った溶着装置のコイル
間の抵抗値のバラツキがその時間を正確にセットし５る
に光分な柱入ぎくないために実際的ではない。しかしな
がら本発明による溶着装置に同一の抵抗を組込みそして
この抵抗の値（または抵抗とコイルの合成抵抗）を検知
することにより、これら抵抗値が例えば釣菌オームまた
はそれ以下から７５００オームあるいはそれ以上である
から適正な時間を正確にセットすることが出来る。
本発明の電気溶着装置と組合せて用いらオしる制御装置
は溶着装置の上記端子と補助端子接点装置に夫々接続す
る主および補助接点と、主接点に電流を供給するための
電源と、主接点への電流供給を制御するスイッチ装置と
、溶着装置の前症装置の特性パラメータの値を検知し、
それに応じて主接点に供給されるべき電流のセットされ
た供給時間を表わす出力信号を発生するために補助接点
に接続するセンナ装置と、このセンサ装置に接続してそ
こからスタート信号を受けそしてそれに応じてスイッチ
装置を閉じそしてセットされた時間の経過後にスイッチ
装置を開くための制御装置と、から成る。
〔発明の災癩例〕
以下図面に示す実施例にもとづき本発明を詳述する。
図面に示す電気溶着装置１はノラスチツクパイプを接合
するためのものであって円筒状スリーブの形をした熱可
塑性材料からなる本体から成り、その内面近辺に抵抗加
勢線２のコイルが埋込まれている（第２図）。この溶着
装置はマンドレルに熱可塑性材料で被覆された線を巻き
そしてマンドレルとコイル状とされた線のまわりにスリ
ーブ本体を射出成形することにより容易に製造すること
が出来る。他の周知の製造方法もまた使用可能である。
スリーブの各端部には一体的に半径方向に突出するチュ
ーブ状の昶ス３が形成され、このＩスの外側にはねじが
設けである。各ゼス円には一対のビン接点、すなわち抵
抗線コイル２の隣接側端部に直接接続する主接点４と主
接点４より短くはつ小径であって抵抗６を通じてピン４
に接続する補助接点ピン５が埋込まれている。抵抗６は
スリーブの壁に埋込まれておりそして特定の溶着装置に
供給された満足なジヨイントをつくるに必要な′（力に
従って選ばれる予定の抵抗値を有する。
この制御装置は一対のソケットコネクタ７を含み、これ
らコネクタは手動制御器９を介して割り；ｊ装置８に電
気的に接続する。夫々のコネクタ７はスリーブ１０ゼス
３にはまるように寸法づけられそして接点−ン４，５を
受は入れるための一対のソケット接点１０　、１１を含
む円筒状部分を；ｈする本体からなる。一体的にねじ係
合するカラ−１２ハコネクタ本体に回転装着されてぎス
３のねじ：、ｌ＞と「〃連してコネクタ７をスリーｆ１
に固定させる。電線１３　、１４がコネクタ接点１０　
、１１を制御装置８に接続させる。手動制御器９は制御
装置を％ｆｃた位１１に置いて、完成されつつあるジヨ
イント近辺ですべての必要な操作を行うことが出来るよ
５にするものである。
第３図はこの制御装置をスリーブ１と組合せて示してお
り、ここではコネクタ７とスリーブ１の間の必要な接続
は適正に行われているものとする。
この装置は精密級の増幅４加と、アナログ−ディジタル
変換器２１と、メモリｎと、コンパレータ乙と、カウン
タ冴と、発振器５と、制御回路加と、電圧安定化装置ご
と、通常は開いている接点群ＲＣユおよび３個の通常は
閉じている接点群ＲＣ２゜ＲＣ３およびＲＣ，を有する
リレーＲと、予定の固定抵抗値を有する抵抗ＦＲと、を
含んでいる。
固定抵抗ＦＲはリレー接点ＲＣ４，ＲＣ３、加熱コイル
２、一方の抵抗６およびリレー接点ＲＣ２と直列になっ
て接地電位（Ｏｖ）と増幅器２１の出力Ｉとして得られ
る安定化直流電圧（例えば＋１０ｖ）との間に接続され
る。増幅器２１の入力３１は固定抵抗ＦＲとリレー接点
ＲＣ４の間の接続点に接続する。
入力３１に入る電圧は固定抵抗ＦＲにまたがる電圧であ
り分圧器を１成する固定抵抗６とコイル２の合成抵抗に
よりきまる。一般にコイルの抵抗は抵抗６より低（入力
３１に入る電圧信号はコイルへの電力供給時間を表わす
。コイル２にまたがり電圧安定化装置ｎの出力が接続す
る。この安定化装−は例えば３８ｖ１（資）アンペアの
安定化された交流出力を発生するものである。この交派
出力はリレー接点ＲＣ１の制御のもとでコイルに供給さ
れる。
増幅４加は利得１の精密級増幅器であってその出力は、
例えばメモリρへの１０ビツトデイノタル出力を出すに
１変換器の入力部に加えられる。このメモリはプログラ
マゾルであって異った抵抗値を有する抵抗６を含むスリ
ーブの範囲（（わたりそこに供給されるべき期待される
２進電圧入力化号と、このディジタル電圧信号とスリー
ブ１への電力供給時間との相関に関する情報を記憶する
。このメモリはん１変換器からの２進入力′直圧信号が
有効なコードを表わすかどうかをチェックするものであ
って、有効であれば制御回路あの第１人力あにスタート
信号を出す。このメモリはま１こスリーブ１のコイル２
への電力供給時間を表わす２進出力時間信号を発生しそ
してこの出力がコン・ぞレータ羽の第１人力あに加えら
れる。コン・ぞレータ乙の第２人力あは、トリガーする
ことにより例えばｌ／１０秒インターバルで発振器６に
より発生される・ぞルスを計数するカウンタ冴の出力に
接続する。このカウンタは１秒率位で例えば１０００秒
までを計数しキの出力はコン・ぞレータによりメモリ出
力と直接比較される。コン・々レータの２人力が一致し
て必要時間が経過したことを示すと、ストップ信号がコ
ン・ぞレータｎの出力あに出され、これが制御回路あの
第２人置部に入る。
制御回路ＩはリレーＲを制御する。入力部にスタート信
号が入るとリレーＲは接点群ＲＣ，−ＲＣ４を切換える
ように附勢される。接点ＲＣ１，ＲＣ２゜ＲＣ３は開い
てスリーブを増幅４加から切離し、ＲＣｌは閉じて電圧
安定化装置ｎからコイル２に電力を供給させる。制御回
路の入力器に入るストップ信号によりリレーＲは減勢さ
れ接点群ＲＣ□−ＲＣ４は元の状態にもどり、接点Ｒｅ
□が開いてコイル２への電力供給を断つ。
第３図に示すようにルΦ変換器は２個の出力４０゜４１
を更に有しており、出力４０はカウンタ冴に接続してカ
ウンタをトリガーし計数を開始させるように作用する。
このカウンタ用のトリガー宕号は増幅４加またはメモリ
ρからとり出すことも出来る。
第２の出力４１は制御回路に接続する。この出力には非
安定の２進出力が変換器により発生されると信号が出る
。この信号はスリーブ１、増幅器かまたは変換器２１自
体の数を示すものであるから装置全体を不動作にする。
ノイズ接合のためのこのシステムの使用および動作を以
下に述べる。接合されるべｌ＝定の・にイゾ用の正しい
寸法のスリーブｌが用意されそしてそれらノイズの端部
がスリーブの両端から押し込まれる。２個のコネクタ７
がスリーブの両喘の夫々の端子部分に係合されそしてカ
ラー１２をぜス３へとねじ込み固定してソケット接点１
０　、１．１がピン４．５に正しく係合するようにする
。ｃｈらの電気的接続は第３図に示すように適正に行わ
れる。
制御装置８がすでに適当な電源に接続しているとすると
、手動制御器９のスタート信号ンを押して溶着操作を開
始する。
スタートぜタンを押すと抵抗６とコイル２からなる分圧
器と固定抵抗ＦＲにまたがり安定化直流電圧が加えられ
る。増幅４九はＦＲＫまたがる電圧を検知して〜小食換
器に出力を与え、この変換器がその電圧信号を２進形に
変換してメモリρに与える。これと同時にこの変換器は
カウンタ冴にトリガー信号を与えて発振器５からのパル
スの計数を開始させる。メモリηはその入力信号の有効
性をチェックし、コード化用の抵抗６とコイル２の合成
抵抗値に成る奸容差内で対応することが満足されると、
制御回路あにスタート信号を与える。
この回路装置は安定化された直流電圧が、固定抵抗ＦＲ
と分圧器にコイルが含まれないように１個のコード化用
抵抗６とにまたがり加えられるように構成することも出
来る。しかしながら、加熱累子を含めるＣとによりコイ
ルへの電力供給の前に誤りを自動的にチェック出来るよ
うになるからそのようにすることが望ましい。例えばコ
イル２の短絡または破壊はメモリにより許容しつる入力
としてｌ識されないようなめ変換器からの出力を生じさ
せ、スタート信号を制御回路あに出力させない。
制御回路がメモリからスタート信号を受けるとリレーＲ
が附勢されて接点ＲＣ１を閉じ、電圧安定化装置ｎとコ
イルとの間の回路を完成する。
メモリρは２進電圧入力に従ってコン・ぐレータに２進
時間信号を与えそしてこの信号がカウンタからのそれに
等しくなって必要な時間が経過したことを示すと、スト
ップ信号が制御回路あに出されてリレーＲを減勢し接点
ＲＣ工を開きコイル２への電力を断つ。
コイル２に供給される電流はスリーブと・ぞイブの界面
で熱可塑性プラスチック材料の温度を上昇させてそれら
を軟化溶轍させてＡイブの端部を接続する永久的な溶着
を行わせる。この電流供給がセット時間後に終了すると
コネクタ７はスリーブから解放されて完成されたジヨイ
ントが出来る。
スリーブに供給される電力量は制御装置により自動的に
決定されそしてオペレータによってきまるものではない
から仕上りジヨイントの品質はオペレータの熟練度には
無関係となり、未熟練者によっても満足すべきシフイン
ドが得られる。
スリーブの端子部分および関連するコネクタは不正確な
接続を不能とするように構成されている。
もしコネクタ７が正しくそう人されそしてビン５とソケ
ット１１を接触させるようにねじ込まれるならばこの制
御装置はコイル２に電流を供給することはない。
コネクタ７が電流供給中スリーブから切離されると接点
５と１１がはじめに働きそして制御装置をしてそれに応
じて接点４，１００分離前にスリーブへの’Ｆ１ｍを高
速に遮断させるように構成することが出来る。このよう
に接点４，１１間の電弧の危険性は排除されて惜気中で
の使用についても本装置を安全なものにすることが出来
る。
この制御装置はスリーブ内に埋込まれた抵抗６の値に（
６じて自動的にスリーブを確認するからこの制御装置は
広範囲に異る寸法と形式のスリーブに対しても、個々の
スリーブの電圧要求に従ってそれらを区別する抵抗値を
認識し応答するようにプログラムすれば使用することが
可能である。
この実施例では２個のコード化用の抵抗６の内の１個の
み、すなわち第３図の上側のもののみが用いられること
に注意され度い。しかしながらスリーブが対称形であり
２個のコネクタ７がどの回路でスリーブに装着されるか
は重要でないからコイルの各端部に１個づつ設けるとよ
い。この抵抗が１個のみであるならばプラグコネクタ７
とスリーブのソケットは各コネクタがスリーブの一端に
のみ係合して電気接続を正しく行えるように用いてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は制御装置を具備した本発明の電気溶着装置を示
す図、第２図はスリーブおよびコネクタの部分の断面図
、第３図は制御装置の回路とスリーブとを示す概略図で
ある。 １・・・ス１夏−ブ、２・−・加熱コイル、３・・・２
ス、４・・・主接点、５・・・補助接点−ン、６・・・
コード化用抵抗、７・・・ソケットコネクタ、８・・・
制御装置、９・・・手動制御器、　１０　、１１・・・
ソケット接点、１３　、１４・・・１線、２０・・・増
幅器、２１・・・Ａ／を変換器、ｎ・・・メモリ、ｎ・
・・コン／セレータ、冴・・・カウンタ、２５・・・発
振器、２６・・・制御回路、ｎ・・・電圧安定化装置。 出願人代理人　　　猪　　股　　　　　清第１頁の続き ０発　贋　者　ブライアン・ダレイブスイギリス国すウ
ス・ヨークシャ ー・シェフイールド７ヘイステ インダス・ロード匍 ０発　明　者　ディピッド・アラン・ピルトンイギリス
国ダービーシャー・チ ニスターフイールド・ホーム・ パーク・ホースレイ・クロース ０ ■出　願　人　ペクトスター・リミテッドイギリス国シ
ェフイールド・ド ロンフィールド・カリイホワイ ト・レーン（番地なし）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、熱０Ｔ塑性材料からなる本体の表面に隣接して配置
    された電流供給を受は溶着されるべき部材に上記本体材
    料を溶融させるための電気的加熱要素（２）を有し、 上記加熱姿業の端部がそれに電流を供給するための端子
    （４）に夫々接続するようになっており、更に、適当な
    装置により電気的に検知出米且つ供給されるべき電力に
    従って選ばれる値を有する特性電気・にラメータを有す
    る装置（６）に電気的に接続する補助端子接点装ｆ（５
    ）を有する電気溶着装置。 ２、前記装置（６）は前記端子（４）の１個と前記補助
    端子接点装置（５）の１個との間に接続されている特許
    請求の範囲第１項記載の電気耐着装置。 ３前記各端子゛（４）は前記特性電気的／ぞラメータに
    ついて同一の値を有する前記装置（６）の１個を通じて
    前記補助端子接点（５）の１個に接続される特許請求の
    範囲第２項記載の電気溶着装置。 ４、前記各装置（６）は単一の電気的素子である特許請
    求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載する電気溶
    着装置。 ５、前記電気的素子は抵抗体である％Ｆｌ−請求のＱ門
    弟４項記載の電気溶着装置。 ６、前記特性電気パラメータは前記装置（６）のオーム
    抵抗値である特許請求の範囲第１項乃至第４１のいずれ
    かに記載する電気溶着装置。 ７、電気溶着装置を複数個備え、各電気溶：′、ｉ装置
    が異った電力要求を有すると共に前記特性電気パラメー
    タについて異った値をもつ前記装＊：ｆ６１を含む特許
    請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の電気溶
    着装置。 ８、前記端子（４）および前記補助端子接点（５）に夫
    々接続する主および補助接点と、上記主接点に電流を供
    給するための電源（２７）と、上記主接点への電流供給
    を制御するスイッチ装置（ＲＣ□）と、上記補助接点に
    接続して上記装置（６）の特性／臂うメータの値を検出
    しそしてそれにもとづ鎗上記主接点に電流を供給すべき
    セット時間を表わす出力信号を出すセンサ装置（ＦＲ２
    ２０）と、このセンサ装置に接続してそこからスタート
    信号を受けそしてそれに応じて上記スイッチ装置（ＲＣ
    ｌ）を閉じそして上記セット時間経過時に上記スイッチ
    装置（ＲＣ□）を開（ための制御装置（２３−２６）を
    含む制御器（８）と関連動作する特許請求の範囲第１項
    乃至第５項のいずれかに記載する電気溶着装置。 ９、＃Ｊ記センサ装置はそこに与えられる多数の有効値
    の１に対応する入力信号をチェックし、有効入力信号に
    応じて前記スタート信号および前記センサ出力信号を出
    すプログラムドメモη装置（２２）を含む特許請求の範
    囲第８項記載の電気溶着装置。 １０、前記制御装置（２３−２６）は前記センサ出力信
    号を受けるように接続する第１人力（３５）および時間
    に依存する入力信号を受けてそれが前記センサ出力信号
    と一致するとストップ信号を出す第２人力（３６）を有
    するコンル−タ（Ｚｊ）と、上記時間に依存する出力信
    号を出す装置（２／４）と、上記スタート信号およびス
    トップ信号を受けてそれらに応じて前記スイッチ装置（
    ＲＣ工）を閉じそして開く制御装置（２６）とを有する
    特許請求の範囲第７項乃至第９項のいずれかに記載する
    ′電気溶着装置。 １１、前記装置（６）は特定オーム抵抗値を有し、前屈
    センサ装置は予定の抵抗をもつ抵抗素子（ＦＲ）を含み
    この抵抗素子は前記上および補助ｊ点が紬記端子（４）
    と補助端子接点装置（５）に接続するとき上記装置（６
    ）と直列に接続するようになっており、上記センサ装置
    は上記直列となった装置（６）および抵抗（ＰＲ）にま
    たがり予定の直流７１Ｌ圧を加えると共に上記装置（６
    ）と抵抗（ＦＲ）との間の点における電圧を検知するよ
    うに構成されている％許請求の範囲第７項乃至第１０項
    のいずれかに記載する電気浴着装置。 １２、前記加熱装置（２）と装置（６）は鋪記電圧の検
    知される点と前４ピ直流電圧源との間に電気的に直列に
    接続されるＩ！＃ｆＦ請求の範囲第１１項記載の電気＃
    着装隋。
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