JPS591213A - 熱可塑性樹脂管の融着機 - Google Patents

熱可塑性樹脂管の融着機

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JPS591213A
JPS591213A JP57110673A JP11067382A JPS591213A JP S591213 A JPS591213 A JP S591213A JP 57110673 A JP57110673 A JP 57110673A JP 11067382 A JP11067382 A JP 11067382A JP S591213 A JPS591213 A JP S591213A
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compression
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半田　孝幸
Yasushi Takeuchi
武内　康司
Masumi Kato
加藤　真純
Kyuji Seki
関　久二
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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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】 本発明はプラスチック管等を融着接合する工程を自動化
できる融着機に関する。
従来、都市ガス用導管としては金属管が使用されたが、
中密度ポリエチレン管は都市ガス用導管として適皮な剛
性と可撓性を有し、また金属管のように土中腐食の問題
がなく半永久的に使用できるという優れた性質を有する
もので、都市ガス用導管として多用されている。
ところで、このようなポリエチレン管の接合には融着接
合技術が取られているが、この融着接合技術は融着面（
接合面）の面取りを行い、ヒータで融着面を加熱して溶
融し、接合すべき管を所定の圧力でもって所定時間相互
に圧着し、冷却一体を持つというもので、この技術を実
施する各種の融着機が開発・提案されている。しかしな
がら、これらの従来提案された融着機には色々な欠点が
あった。例えば特開昭５６−４．０５１８号公報によっ
て提案された融着機は、人手を要することなく所定の圧
着力を必要な時間だけ保持できるようにはなっているが
、この融着機を始めとして従来の融着機は、その操作に
熟練を要するという欠点がある。すなわち融着接合は、
接合すべき管のサイズによって、加圧溶融、加熱保持、
圧着、冷却等各工程時間が異るため、作業者はその時間
を記憶するのに大変な努力を要し、又しばらく融着作業
から遠ざかっていると各工程の所要時間を忘れてしまう
等の問題もあった。又時間の測定はストップウォッチの
ような秒釦が見易い時計が使用されているが、各工程毎
の時間の胴側は一度ストップウォッチの秒釦を零にすば
やく戻して再スタートするか、又は各工程の積算時間を
計算しなければならないので、専属の時間計測係を必要
とした。
更には各工程の要所時間を間違えて、次の工程に移って
しまうといった問題もあった。
したがって本発明の目的は熱可塑性樹脂管を自動的に熱
融着できる融着機を提供するにある。本発明によれば、
融着に必要な各工程をプログラム化し、融着機には、加
圧力が減少するのを補償する補償機構、トルクレンチに
加えられた力、したがって接合すべき管に加えられる加
圧力が所定の値に達すると信号を発する電気信号発信機
構、トルクレンチを所定の位置に保持するロック機構、
１〜ルクレンチが復元するとき作動する緩衝機構を設け
て、以て融着作業を半自動化し得るようになっている。
以下本発明の１実施例を示す図面によって説明する。
さて第１図および第２図を参照すると、本発明を実施し
た融着機は接合すべき例えばポリエチレン管を挟持する
一対のクランプ機構ＣＩ　、Ｃ２と、トルクレンチ機構
Ｔとからなっている。すなわち第１図および第２図にお
いて２は接合すべき一方の管の端部を挟持するクランプ
、３は同他方の管の端部を挟持するクランプで、クラン
プ２．３は第２図に示すように割りリング４ａ　１４ｂ
よりなっていて、割りリング４　ａ　％　４　ｂの一方
は固定され他方はそれにリンク５により枢支されており
、これらの割りリング４ａ　、４ｂはその内側に断面半
円状のライナＬ１、Ｌ２を有し、第２図に示すように割
りリング４ａ　、４ｂを締付けたときに、ライナＬ１、
ｌ−２は把持する管の端部の直径と同じ内径を有するよ
うになっている。割りリング４ａ、４ｂのライナＬｔ　
、Ｌ２で管の端部を挾み、雌ねじ管６とハンドル付き雄
ねじ７よりなる抑圧ねじの雄ねじ７を雌ねじ管６に螺入
することにより管の端部を抑圧挟持する。そ３．の際に
管の端部は矯正される。符号８はプラスチック管を加熱
するタメのヒータ（図示せず）のヒータ受である。
クランプのうち一方のクランプ２は不動状態に置かれ、
他方のクランプ３の下方にはスライドベアリング９が設
けられていて、軸１０１１０に沿って不動状態に置かれ
たクランプ２に向ってスライドする。クランプ３を不動
状態に置かれたクランプ２に向って移動押圧するための
トルクレンチ１１が設けられており、トルクレンチ１１
の下端はクランプ３に設けた軸３′にキー止めされたリ
ンク１２に連結され、次いで補償機構３０により基台１
に枢着されている。したがってトルクレンチ１１を操作
することによりクランプ３は軸１０゜１０に沿いクラン
プ２に向ってスライドする。トルクレンチ１１は通常０
．１〜９００ｋｏ−ａｍの押圧力を与える。
トルクレンチ１１は、所定の押圧力の位置で固定される
が、そのためにトルクレンチ保持体１４が設けられ、そ
の下端部分は緩衝機構５０を介して基台１のブラケット
１５に、また上端部分はロック機構７０を介してトルク
レンチに設けたブラケット１７に枢着されている。
なお、２０は下方にスライドベアリング２１が設けられ
ていて、軸１０．１０に沿って移動する面取り用カッタ
ーを収容しているカッターケースである。
このカッターケース２０はピン２１の所で枢動自在に取
付けられ、そして外部にモータ８（図示せず）と側面に
回転カッタ２２を備え、刃２３が面取り作業を行うよう
になっている。したがって面取り作業時にはピン２１の
所で枢動させて回転カッタ２２をクランプ２．３の間に
挿入すれば、クランプした管の面取りをし、管の端面を
その軸線に対して正しく直角にすることができる。
さらに固定割りリング４ｂにはイの突出長さを調整でき
るようにウランブストツパ３０．３０が設けられ面取り
作業時にカッターケース２０とクランプ２．３間の長さ
を制限するようになっている。
以上の構成は実質的に特開昭５６−４０５１８号公報記
載の従来例と同様である。
さてトルクレンチ１１に設けられている電気信号発信機
構９０は、トルクレンチ１１が操作されである加圧値に
達すると信号を発するもので、第３図および第４図に示
す実施例では、トルクレンチ１１と共に揺動するラック
９１と、該ラックによって回転されるピニオン９２及び
ピニオンの回転によって回転される可変抵抗器９３とか
ら構成されている。そしてトルクレンチは把手９４と板
ばね体９５とから成り、板ばね体の下方端部はクランプ
３に設けた軸３′に固定されている。そしてトルクレン
チの略中間位置には、第４図に示すようにＬ字形部材９
６（第４図）が固定され、この部材に目盛板９７とラッ
ク取付部材９８とが取付けられている。
指示１１９９は、トルクレンチ１１にトルクが加わらな
い時には、トルクレンチと一体的に揺動するように設け
られていて、該指示針の本体部分９９−にブラケット１
００が固着され、このブラケット１００に可変抵抗器９
３が設けられている。
可変抵抗器の軸１０１にはピニオン９２が固着され、軸
１０１の端部分はスリット１０２を有する案内板１０３
で案内されるようになっている。
指示釦９９、したがって可変抵抗器９３と、トルクレン
チ１１との間には相対的な運動が生じるので、保護カバ
ー１０４の天井部分１０５とＬ字形部分９６には指示針
９９が左右動（第３図に磐いて）できる溝（図示されず
）が設番ノられ、指示針９９は、これらの溝を貫通して
いる。
ロック機構７０は、トルクレンチ保持体１４に設けられ
るものである。すなわらトルクレンチ保持体１４は、油
圧シリンダ５１と該シリンダに摺動自在に挿入されてい
るピストン７１のロッド７２とから成っている。そして
ロッド７２の先端はブラケット１７に枢＠７４され、シ
リンダ５１の下端は基台１のブラケット１５に取付ブラ
ケット１５′を介してピン５２によって枢着され、この
ロッド７２と油圧シリンダ５１とにまたがってロック機
構７０が設けられている。ロック機構７０は第５図に示
すように、油圧シリンダ５１側に固定されているソレノ
イド７４および爪付金具７５と、ロッド７２の外周に長
手方向に形成されている係合突起７６とからなっている
。爪付金具７５は、支持台７７にピン７８で枢着されて
いる。そしてばね７９の復元力によって、ソレノイド７
４が通電されないときは、爪８２は突起７６と係合しな
いがソレノイド７４に通電されると、ソレノイドのピン
８０が爪付金具７５の腕７５′の長孔８１に係合してい
て、腕７５′をばね７９に抗して矢印へ方向に引き寄せ
る。従って爪８２が突起７６に係合し、油圧シリンダ５
１とロッド７２とがロックされる。
緩衝機構５０は例えば第５図に示されているＪ：うに構
成されている。すなわち油圧シリンダ５１　−とビスＩ
−ン７１との間に油が充填されていて、この油が細孔５
３を通ってタンク５４に流出するとき緩衝するようにな
っている。なお、シリンダ５１の底部には栓５５がＯリ
ング５６を介して挿入されていて、この栓の挿入囚を加
減することによって細孔５３の大きさ、従ってピストン
７１の戻り速度を調節することができるようになってい
る。
補償機構３０は、第６図に示すようにリンク１２にビン
３１で枢着されているばね受３２と、基台１に固定され
ている支持台３３にビン３４で枢着されているばね台３
５と、ばね受３２とばね台３５との間に介装されている
スプリング３６とから成っている。そしてばね受３２に
ビン３８ａで固定されたガイド部３７は、ばね台３５の
筒部３８によって案内され、ばね受３２はコイルスプリ
ング３６によってばね台３５から離間する方へ付勢され
ている。
管を融着接合する場合の、加圧力、溶融時間、圧着時間
等は、管のサイズによって異るので、本発明ではこれら
各工程がプログラム化されているが、そのプログラムの
切換が、管をクランプするライナの交換時に行われるよ
うになっている。すなわちプログラムの切換機構１１０
は第７図および第８図に示寸ようにライナＬ２にビス１
１１．１１１などで固定されている作動カム１１２と、
該カムによって操作されるリミットスイッチ１１３とか
ら成っている。リミットスイッチ１１３は、作動カム１
１２がローラ１１４を押圧するとリンク機構を介して作
動されるが、ライナーＬ２を外すとリミットスイッチ１
１３が働かずリミットスイッチ１１３の接点１１５のオ
ン、オフでプログラムが自動的に切換わる。なお第８図
中の符号１１７はリミットスイッチ１１３の保護カバー
を示す。
次に前述の融着機を用いてポリエチレン管を融着接合す
る手順を説明する。クランプ２．３の雄ねじ７を緩めて
割りリング４ａ　、４ｂ内に管の端部を挿入し、次いで
雄ねじ７を締めて管の直径の差異に応じてライナＬｒ　
、Ｌ２を適宜交１％　？することによって、管Ｐ１、Ｐ
２を正しく位置決めして把持できる。
なお、ライナし２を取り外すことよってプログラムが自
動的に切換ねることは明らかである。
次にカッター２２で管の融着面（接合面）の而取りなど
を行い、そして第１図において矢印Ｂで示す方向にトル
クレンチ１１を回動する。すると第９図に示す作動ダイ
ヤグラムに従って半自動的に融着されることになる。す
なわち呼び径が５ＯＡの管の場合について説明すると、
トルクレンチ１１を回動して、接合すべき面を図示され
ないビータに押圧し、その値が約１．３ｋ（１／−に達
すると、可変抵抗器９３から信号がロック機構７０のソ
レノイド７４に印加される（なおトルクレンチを回動さ
せるとラック９１が移動し、従ってビニオン９２および
可変抵抗器９３が回転して電気信号が発せられる）。
するとトルクレンチ支持体１４はロックされる。
この状態が加圧溶融工程であり、プリアラーム時間Ｔ５
も含めて約１０秒接続される。なおこの状態ではロック
機構７０が作動しているので、次の操作には移ることは
できない。
プリアラームおよびアラームが適当な時間（それぞれＴ
ｓ　＋Ｔ？　、Ｔ７　）作動し、定められた加圧溶融時
間が経過すると、ロック機構７０が解放される。そうす
るとトルクレンチのばね力によってトルクレンチは元の
位置に復帰するが、・、この時緩衝機構５０が作動し、
衝撃的な復帰及びばねの振動が緩衝されることになる。
トルクレンチがほぼ零位置に戻った時点くラック９１と
ビニオン９２との噛合状態で検出する）で再びロック機
構７０が作動し、加熱保持工程になる。この工程はプリ
アラーム時間Ｔ５も含めて約４０秒持続する。
規定時間に達するとアラームが作動すると共にロック機
構７０が解放される。そうするとトルクレンチ１１の操
作が可能になるので、トルクレンチを引戻し、クランプ
を開きヒータをすばやく取り外す。そしてトルクレンチ
を再び回動して両管Ｐｔ　、Ｐ２の接合面に圧着力を加
える。この圧着力が約１．３ｋ（１／ｃＪに達すると、
ロック機構７０が働き、トルクレンチ保持体１／４がロ
ックされる（トルクレンチ１１が回動されて、約１．３
ｋ（１／−に達すると、ラックとビニオンの作動により
、可変抵抗器９３からロック機構７０のソレノイド７４
に信号が印加されてロック機構が働く）。圧着工程は約
４０秒持続される。圧着、工程終了の前の成る決められ
た時間になるとブリアラームが作動し、終了するとアラ
ームが作動すると共にロック機構７０が解放される。ト
ルクレンチが零位置に復帰すると再びロックｖｉＡ構が
作動し、次の冷却工程（約１８０秒）が終了するまでロ
ック状態が保持される。冷却工程が終わると自動的にロ
ックが解け、融着作業は終了する。
なお、加圧溶融工程中或いは圧着工程中に、接合すべき
管の端部が互いにめり込んで、クランプが前方に移動し
ても、加圧は補償機構３０により、補償されることにな
る。第９図は融着の各工程を示すタイムテーブルで、通
常は■に従って融着作業は遂行されるが、ヒータの除去
に時間がかかり過ぎた場合は■で示すようにプリアラー
ムも、アラームも作動し続き、またロック機構７０もロ
ック状態になったままであるので、それ以降の操作は不
可能となる。従って融着作業は始めからやり直すことに
なる。
なお、接合すべき管を５０Ａから７５Ａへ変更するため
に、ライナ上２取り外すと、マイクロスイッチが作動し
なくなり、７５Ａの管も前述したように融着接合される
ことは明らかである。
以上説明したように、本発明によるとポリエチレン管の
接合の各工程がブＯグラム化されているので、手動操作
による部分は、第９図に示すように、トルクレンチの加
圧操作とヒータの取り外しだけで、他の工程は自動的に
行われる。従って前述したような従来の欠点が完全に解
消されている。
また本発明は、ポリエチレン管の端部を相互に接合する
いわゆるパッド融着について説明したが、クランプのサ
ドルを変更するだけで、元管に枝管を接続する場合にも
適用できることは明らかである。
さて本発明は、以−［のように実施されるが、他にも色
々と実施可能である。例えば図示されてはいないが、電
気信号発信機構は、ラックを指示針側に、ビニオンをト
ルクレンチ側に設けることも可能であり、またトルクレ
ンチの変位によりマイクロスイッチを作動させること等
で構成することも可能である。ロック機構は第１０図に
示すように構成することもできる。すなわち第５図に示
す部材と同様な部材には同じ符号にスラッシュ符号を付
加して重複説明は省略するが、油圧シリンダ５１′のピ
ストンヘッド室８４′と、ロッド室８３−とをバイパス
管８５′で結び、このバイパス管にソレノイドバルブ８
６′を、望ましくは調節弁８７′も介装しても達成でき
る。ソレノイドバルブ８６′が閉鎖されるとシリンダ内
の油の移動が阻止されてピストンロンドア２−がロック
されるからロック機構として作動する。また調節弁８７
′を設けておくと、この弁で油が絞られてロックが解放
されるときに１〜ルクレンチが復元する緩衝作用もする
という利点も得られる。緩ｗｉ機構も、油圧式に変えて
機械的なものに変更できる。例えば第１１図に示すよう
に、シリンダ５１ａとロッド（ピストン）７２ａとの間
にフェルトＦを挿入して、フェルトとロッドとの間の摩
擦力で緩衝するようにすることもできる。そしてこの場
合の緩衝力は、フェルト押え８８ａの差し込み墨を調節
ボルト８９ａで調節することによって加減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る融＠機の実施例を示すものであって
、第１図は全体の正面図、第２図は同側面図、第３図は
電気信号発信機構の拡大正面図、第４図は同側面図、第
５図はロック機構と緩衝機構の拡大正面図、第６図は補
償機構の１実施例を示す拡大正面図、第７図はサイズ切
替機構の１実施例を示す正面図、第８図は同側面図、第
９図はプログラムの１例を示すタイムテーブル表、第１
０図はロック機構の他の実施例を示す模式図、第１１図
は緩衝機構の他の実施例を示す模式図である。 １１・・・トルクレンチ　　１４・・・トルクレンチ保
持体　　３０・・・補償機構　　５０・・・緩衝機構　
　７０・・・ロック機構　　９０・・・電気信号発信機
構　　Ｃ１、Ｃ２・・・クランプ機構　　Ｔ・・・トル
クレンチ機構特許出願人　　三井石油化学工業株式会社
て；５１０図 第１１図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　接合すべき管の端部分を挟持し、一方が他方に
    向って移動自在に構成されている一対のクランプ機構と
    、前記管の接合される端部分を加熱溶融するヒータと、
    前記移動自在のクランプ機構を他方のクランプ機構に向
    って移動させて前記管の端部分とヒータとの闇或いは管
    の端部分の相互の間に所定の加圧力を与えるトルクレン
    チ機構と、該トルクレンチ機構を所定の位置に保つトル
    クレンチ保持体とから成り、前記１−ルクレンチ機構に
    はトルクレンチと指示針との間に所定の相対運動が生じ
    たとき電気信号を出す電気信号発信機構が設けられ、前
    記トルクレンチ保持体に設けられているロック機構は、
    前記電気信号発信機構からの信号によってトルクレンチ
    をロックし、プログラム化された所定の時間が経過する
    と解放するように構成されていることを特徴とする融着
    機。
  2. （２）　トルクレンチ保持体には、トルクレンチが解放
    されてばね力によって復元するときに生じる衝撃或いは
    振動を吸収する緩１１１１１構が設（プられている特許
    請求の範囲第１項記載の融ｉｉ。
  3. （３）　トルクレンチ機構には、トルクレンチがロック
    されているときに一方のクランプ機構に対する他方のク
    ランプ機構の移動量を補償する補償機構が設けられてい
    る特許請求の範囲第１項記載又は第２項記載の融＠機。
  4. （４）　一対のクランプ機構の一方には、ライナの交換
    によって融着工程のプログラムが自動的に切換ねるプロ
    グラム切換機構が設けられている特許請求の範囲第１〜
    第３項のいずれかの項に記載された融着機。
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