KR101441783B1

KR101441783B1 - 용착 이음매, 용착 장치, 및 용착 이음매의 용착 방법

Info

Publication number: KR101441783B1
Application number: KR1020127030312A
Authority: KR
Inventors: 료 이마니시; 마사루 미사키; 마사테루 야마다; 다케히로 나카무라; 아키히로 마스다
Original assignee: 니폰 필라고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2014-09-17
Also published as: WO2011132519A1; EP2562458A1; CN102859247A; KR20130030265A; TW201217678A; US9644774B2; TWI537506B; EP2562458A4; CN102859247B; US20130038053A1

Abstract

가일층 구조 고안에 의해, 관 단부와 튜브 단부가 끼워 맞춰 삽입되어 이루어지는 접합부에, 열용착에 기인하는 내측에의 팽출이나 비드 형성이 극력 억제 또는 해소되도록 해서, 유체의 통과 저항을 초래하지 않고 양호하게 용착 일체화하는 것이 가능해지도록 개선된 용착 이음매, 및 그 용착 방법을 제공한다. 그 때문에, 합성 수지제 튜브(1)의 단부(1T)가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부(2T)를 갖고, 관 단부(2T)를 외부에서 둘러싸는 가열 수단(4)의 가열에 의해서 관 단부(2T)와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 튜브 단부(1T)의 용착이 가능하게 구성되어 있는 합성 수지제의 용착 이음매로서, 관 단부(2T)에 외부 끼움 장착되는 합성 수지제의 홀더 (3)를 설치하고, 홀더(3)에, 가열 수단(4)과의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(41)을 확보하기 위한 플랜지(12)가 일체로 형성되어 있다.

Description

용착 이음매, 용착 장치, 및 용착 이음매의 용착 방법{WELDING JOINT, WELDING DEVICE, AND WELDING METHOD OF WELDING JOINT}

본 발명은 용착 이음매 및 그 용착 방법에 관하며, 상세하게는 합성 수지제 튜브의 단부가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부를 갖고, 상기 관 단부를 외부에서 둘러싸는 가열 수단의 가열에 의해서 상기 관 단부와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 상기 단부의 용착이 가능하게 구성되어 있는 합성 수지제의 용착 이음매, 및 그 용착 방법에 관한 것이다.

또, 본 발명은 수지 이음매와 수지 튜브를 용착시키는 장치에 관하며, 상세하게는 합성 수지제의 용착 이음매의 관 단부와 합성 수지제의 튜브의 단부가 끼워 맞춰져 이루어지는 접합부에 외부에서 둘러싸는 발열부를 갖고, 발열부의 발열에 의해서 접합부를 가열 용착해서 관 단부와 단부를 용착 가능하게 구성되어 있는 용착 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 용착 이음매에 관하며, 상세하게는 합성 수지제 튜브의 단부가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부와, 관 단부에 계속되는 직통(直筒) 외형 형상의 이음매 본체부를 갖고, 관 단부를 외부에서 둘러싸는 발열 수단으로부터의 가열에 의해서 관 단부와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 튜브 단부의 용착이 가능하게 구성되어 있는 합성 수지제의 용착 이음매에 관한 것이다.

또, 본 발명은 수지관 용착 장치 및 용착 방법에 관하며, 상세하게는 합성 수지제 용착 이음매의 관 단부와 합성 수지제 튜브의 튜브 단부가 끼워 맞춰져 이루어지는 접합부에 외부에서 둘러싸는 발열부를 갖고, 발열부의 발열에 의해서 접합부를 가열 용착해서 관 단부와 튜브 단부의 용착이 가능하게 구성되어 있는 수지관 용착 장치, 및 그 용착 장치를 이용한 용착 방법에 관한 것이다.

이 종류의 용착 이음매로서는 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있고, 합성 수지제의 용착 이음매와 합성 수지제 튜브를 용착할 때에, 용착 이음매가 어긋나지 않게 고정할 수 있도록 한 용착 이음매의 용착 장치에 관한 것이다. 이것에 의하면, 용착 이음매의 관 단부와 튜브의 단부가 서로 끼워 맞춰진 접합부를, 반 분할 구조의 환상(環狀) 히터(용착 헤드)로 외부에서 둘러싸서 가열하는 것에 의해, 양단부끼리가 용착되어 이음매와 튜브가 일체 연결된다.

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상기 종래 기술에서는 접합부에 환상 히터가 알맞게 외부에서 끼우도록 외부에서 둘러싸여 있고, 효율 좋게 접합부를 가열하는 것이 가능해지는 장점은 있지만, 만성적인 문제가 있는 것도 알게 되었다. 즉, 가열에 의해서 수지를 용융시켜 용착 일체화시키는 수단에서는 용착부가 팽창하므로, 접합부가 직경 내측에 전체적으로 튀어나오거나 직경 내측으로 돌출된 용착 비드(bead)가 형성되거나 하고, 유체 통로가 좁아져서 흐름이 나빠지기 쉽다고 하는 문제이다.

그래서, 그 대책으로서 특허문헌 2에 개시되는 바와 같이, 용착 이음매와 튜브의 쌍방의 접합부에, 맞대기 상태에 있어서 양자간에 간극이 생기도록 각 단면을 각각 복수의 절단면으로 형성하는 고안에 의해, 접합부의 내측에 비드나 팽출부가 생겨버리지 않고 가열 용착할 수 있도록 하는 기술이 개발되어 있다.

그렇지만, 용착 이음매와 튜브의 각 관 단부를 복잡 형상으로 형성하기 위해서는 비용이 많이 드는 것에 비해서는 반드시 기대한 대로 기능하지 않고, 여전히 비드나 팽출하는 경우가 있는 동시에, 경우에 따라서는 오목부가 생기는 일도 있어, 접합부에 있어서의 내부 유로의 평활화에는 한층 더 개선의 여지가 남겨져 있는 것이었다.

이 종류의 용착 장치로서는 특허문헌 3에 개시된 것이 알려져 있다. 이것은 한 쌍의 열전도용 부재(20)를 통해 접합부(T1)를 양측으로부터 끼우도록 한 닫힘 위치와, 한 쌍의 열전도용 부재(20)의 사이의 간격을 넓힌 열림 위치에 한 쌍의 클램퍼(clamper)(30)를 요동 가능하게 지지하고, 한 쌍의 히터(40)를 판형상의 저항 발열재에 의해서 한 쌍의 열전도용 부재(20)를 따르도록 각각 형성하고, 한 쌍의 열전도용 부재(20)를 통해 접합부(T1)를 가열하도록 한 용착 장치이다.

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즉, 히터(40)는 열전도용 부재(20)의 직경 외측에 배치되는 반원형의 중앙부(41)와, 그 양단에 계속되는 평판형상의 양단부(45)를 구비하는 대략 Ω형을 나타내고 있고, 어느 한쪽의 양단부(45)의 바깥단에 리드 선(lead wire)이 접속되며, 다른쪽끼리는 정크 선(junk wire)(67)에 의해서 직렬로 도통 접속되어 있다. 한 쌍의 열전도용 부재(20)는 비용 및 가공하기 쉬운 것으로부터 반원통형을 하고 있으며, 따라서, 닫힘 위치에 있어서는 각 히터(40)의 양단부(45)끼리의 쇼트를 피하기 위해, 특허문헌 3에 있어서는 문장 설명 및 도시가 생략되어 있기는 하지만, 어느 정도의 물리적인 간극을 두고, 또한 그 간극에 절연재를 개재시킬 필요가 있다. 이 경향은 특허문헌 4에서 개시되는 용착 장치에서도 마찬가지이다.

즉, 도 10에 나타내는 닫힘 위치에 있어서의 발열부(140)의 개략도와 같이, 각 히터(141)의 양단부(142, 142)끼리의 둘레방향 사이에는, 열전도용 부재(143)끼리의 분할면(접합면)(146)의 직경 외측에 있어서 둘레방향의 간극(147)이 취해져 있고, 또한 절연재(예를 들면 세라믹, 운모, 유리 등)(144)가 개재되게 된다. 이 종래안에서는 반 분할 히터(141) 양단의 간극(147)의 존재에 의해, 접합부(148)에의 가열이 불균일해지기 쉬워 용착 상태가 안정되기 어려운 것이 있는 동시에, 절연재(144)의 정기적인 보수 점검이 필요해서 메인터넌스 프리(maintenance-free)가 되지 않는 번거로움이 있었다.

이 종류의 용착 이음매에 있어서는 엘보형(L자형)의 것이나, T자형, Y자형 등, 직선형상 이외의 것도 많다. 예를 들면, 특허문헌 5에서 개시하는 용착 이음매의 도 25에서는 엘보형이, 그리고 도 26에서는 T자형의 것이 각각 나타나 있다. 이와 같은 직선형상 이외의 형상, 즉 직선 외 형상을 취하는 용착 이음매에서는 다양한 사용 형태에 있어서도 충분한 내구성을 가질 수 있도록 하기 위해, 제품화 단계에 있어서의 테스트에 있어서 더욱 엄격한 가속 시험기에 견디는 것이 요구되어 오고 있다.

삭제

합성 수지제의 용착 이음매는 일반적으로는 틀성형에 의해서 작성되고, T자형의 용착 이음매에서는 3개소의 관 단부의 기본으로 되는 본체 부분에, 또 엘보형의 용착 이음매에서는 한 쌍의 관 단부를 연결하는 만곡 본체부에 용융 수지의 공급구, 소위 탕구를 설치하게 된다. 이와 같은 용착 이음매를 상기 가속 시험기에 걸면, 상기 탕구 부분이나 파팅라인(parting line)을 따라 조기에 균열이나 깨짐이 생기기 쉬운 것을 알게 되었다.

그래서, 상술의 조기 손상을 개선하기 위해서는, 용착 이음매를 일정한 두께로 하는 것이 아니고, 탕구 및 그 부근의 두께를 두껍게 하는 수단이 유효하다고 고려된다. 이 경우, 응력 집중을 극력 피하는 관점에서는 두께를 서서히 두껍게 하는 두께 점진 변화 구조를 취하는 것이 바람직하지만, 굳이 두께를 급변함으로써 얻어지는 이점이 있다. 즉, 예를 들면, 도 14의 비교예에 나타내는 바와 같이, T자형의 용착 이음매(260)라면, 이음매 본체부(203)와 관 단부(241)의 두께차에 의한 단차(203a)를 용착 장치(270)에 있어서의 위치 결정 수단으로서 활용할 수 있다고 하는 이점이다. 이것에 의해, 조기 손상의 방지 수단(이음매 본체부(203)의 두께 증대)이 용착시의 위치 결정 수단에 겸용할 수 있다고 하는 효과도 발휘할 수 있는 합리적인 구조이다.

즉, 용착 장치(270)에 있어서의 관 단부(241)를 파지시키는 수단으로서는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 축심(225p)방향으로 어느 정도 넓은 폭의 내주면(280a)을 갖는 제 2 측벽(280)으로 끼움으로써 꽉 끼우게 하는 수단을 이용해서, 그 제 2 측벽(280)을 위치 결정을 위해 상기 단차(203a)에 맞닿게 하는 것이 합리적이다. 덧붙여, 용착을 위한 발열 수단(히터)(214)과 제 2 측벽(280)의 축심(225p)방향 사이에는, 열 영향을 완화하기 위한 최저 한도의 완충 영역으로서의 공간부(281)를 취하므로, 관 단부(241)의 발열 수단(214)에 상당하는 부분을 제외하는 축심(225p)방향 길이로서는, 제 2 측벽(280)의 폭(297)과 공간부(281)의 폭(246)을 더한 돌출 길이(295)(=246+297) 이상으로 할 필요가 있다.

이와 같이, (a) 탕구 부분이나 파팅라인에서의 조기 손상의 방지 효과와 (b) 용착 위치 결정 수단의 겸용화 효과를 일거에 얻는 합리 구성을 취하는 개선된 용착 이음매(도 14에 나타내는 용착 이음매(260))가 상기(想起)되고 있는 것에 비해서는, 관 단부(241)가 쓸데없이 길어져 있는 것과 같이 느껴진다. 따라서, 조금 더 골똘히 고안하는 것에 의해, 관 단부(241)의 소형화도 가능해진다고 하는 상태로, 한층 더 개선의 여지가 남아 있는 것과 같이 생각된다.

이 종류의 수지관 용착 장치나 용착 방법으로서는, 특허문헌 6에 개시된 것이 알려져 있다. 즉, 수지 이음매(100)를 위치 결정 홀딩 가능한 클램퍼(30)와, 접합부(J)를 가열하는 가열부(40)를 구비하는 용착 헤드(10)를 갖고, 클램퍼(30)는 수지 이음매(100)의 위치 결정 돌출부(110)에 끼워 맞추는 이음매 홀딩부(31)를 갖고 이음매 홀딩부(31)가 위치 결정 돌출부(110)와 끼워 맞추도록 닫힌 닫힘 위치와, 그 끼워 맞춤을 해제 가능하게 열린 열림 위치의 사이를 요동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 가열부(40)는 닫힘 위치에서 접합부(J)를 둘러싸도록 배치되고, 이음매 홀딩부(31)에 의해서 수지 이음매(100)를 위치 결정한 상태로 홀딩하면서 가열부(40)에 의해서 접합부(J)를 가열해서 용착하는 것이다.

삭제

상술의 용착 장치 및 방법을 간략화해서 설명하면, 도 21에 나타내는 바와 같이, 용착 장치(370)는 용착 이음매(374)를 외부에서 둘러싸서 홀딩하는 이음매 홀딩부(375)와, 튜브(381)를 외부에서 둘러싸서 홀딩하는 튜브 홀딩부(376)를 갖고 있고, 용착 이음매(374)의 관 단부(374A)에 외장되는 홀더(384)에 외부에서 끼워지는 상태의 발열 수단(히터)(377)이, 그들 양쪽 홀딩부(375, 376)의 사이에 배치되어 있다. 또한, 이음매 홀딩부(375), 튜브 홀딩부(376), 및 발열 수단(377)의 각각은 하부 구조체(375k, 376k, 377k)와, 상부 구조체(375j, 376j, 377j)가 선회가능하게 지지 연결되어 이루어지고, 그들 ３자(375, 376, 377)가 일체적으로 요동 개폐하는 공지의 구조로 구성되어 있다.

용착 이음매(374)와 튜브(381)의 접합부(382)를 용융시켜 용착하기 위해서는, 우선, 용착 이음매(374)에 있어서의 홀더(384)가 외장되어 있는 관 단부(374A)에 튜브(381)의 단부(381A)를 삽입하는(내부 끼워 맞춤시키는) 삽입 공정을 실행한다. 다음에, 그 튜브(381)를 수반하고 있는 용착 이음매(374)를, 그 환상 융기(위치 결정 고리 리브)(374B)가 이음매 홀딩부(375)의 하부 구조체(375k)의 반환상 오목홈(388)에 끼워 넣어지는 상태에서 하부 구조체(375k, 376k, 377k)에 위치 결정 탑재하는 세트 공정을 실행한다.

그리고, 튜브(381)를, 그 선단면인 단면(381t)이 관 단부(374A)의 단차측면(374c)에 맞닿을 때까지 용착 이음매(374)에 삽입하는 확인 삽입 공정을 실행하고, 그 후에 상부 구조체(375j, 376j, 377j)를 하강 요동시켜 하부 구조체(375k, 376k, 377k)에 걸어 결합시키고, 이음매 홀딩부(375)에서 용착 이음매(374)를, 또한 튜브 홀딩부(376)에서 튜브(381)를 각각 끼워 홀딩시키는 장착 공정을 실행한다. 그로부터, 발열 수단(377)을 동작시켜 접합부(382)를 용융시키고, 용착 이음매(374)의 관 단부(374A)와 튜브(381)의 단부(381A)가 용착 일체화하는 용착 공정을 실행한다고 하는 상태가 된다.

그런데, 정확하게 용착하기 위해서는, 확인 삽입 공정시에 튜브(381)를, 튜브 단면(381t)이 용착 이음매(374)의 단차측면(374c)에 맞닿게 해서, 그들 양자(381t, 374c)가 접하는 상태(도 21에 있어서의 중심선(385)보다 지면(紙面) 하측에 나타나 있는 상태)로 하는 것, 및 그 맞닿음 상태에서 장착 공정을 실행하는 것이 필수적이다. 그렇지만, 때때로 확인 삽입이 애매하게 실행된다고 하는 확인 삽입 공정의 불비, 또는 장착 공정시에 튜브(381)가 약간 인출(빼냄) 방향으로 어긋나게 움직여버리는 실수에 의해, 도 21에 있어서의 중심선(385)보다 지면 상측에 나타나는 바와 같이, 단차측면(374c)과 단면(381t)이 중심선(385) 방향에서 서로 떨어져 간극(환상 간극)(389)이 형성된 상태로 용착되어 버리는 일이 있었다.

간극(389)이 있으면, 거기서 유체가 괴거나, 이물이나 쓰레기가 쌓이거나 해서 형편이 나쁘다. 특히, 유체가 반도체 세정액이나 약액이라고 하는 깨끗함이 요구될 경우에는, 막힘에 의해서 순도가 떨어져 버린다고 하는 심각한 문제를 초래할 우려가 있다. 이와 같이, 튜브를 초기의 위치에서 이음매 본체에 용착시키는데에, 이른바 현장에서의 작업자의 감에 의지하는 바와 같은 종래의 장치나 방법에서는 불확실하고, 개선의 여지가 남겨져 있는 것이었다.

일본국 특허공개공보 제2008-069880호 일본국 특허공개공보 제2007-239973호 일본국 특허공보 제4109540호 일본국 특허공개공보 제2008-069880호 일본국 특허공개공보 평7-144367호 일본국 특허공개공보 제2008-069880호

본 발명의 제 1 목적은, 가일층 구조 고안에 의해, 관 단부와 튜브 단부가 끼워 맞춰 삽입되어 이루어지는 접합부에, 열용착에 기인하는 내측에의 팽출이나 비드 형성이 극력 억제 또는 해소되도록 해서, 유체의 통과 저항을 초래하지 않고 양호하게 용착 일체화하는 것이 가능해지도록 개선된 용착 이음매, 및 그 용착 방법을 제공하는 점에 있다.

본 발명의 제 2 목적은, 가일층 고안에 의해, 한 쌍의 반 분할 히터를 갖는 간편 구조의 발열부를 답습하면서도, 더욱 균일한 가열에 의한 안정된 용착 상황을 실현하는 동시에, 절연재를 불필요하게 해서 메인터넌스 프리화도 가능해지도록 개선되는 용착 장치를 제공하는 점에 있다.

본 발명의 제 3 목적은, 직선 외 형상을 취하는 용착 이음매에 있어서, 이음매 본체 부분을 두꺼운 두께로 하는(厚肉化) 구성의 유효 이용을 도모하도록 해서 상기 효과 (a), (b)를 발휘할 수 있는 동시에, 필요한 기능을 유지하면서 관 단부의 소형화도 가능해지도록, 더욱 개선되고 더욱 합리적인 것으로서 제공할 수 있도록 하는 점에 있다.

본 발명의 제 4 목적은, 접합부를 용융시켜 관 단부와 튜브 단부를 용착할 때에는, 용착 이음매의 단차측면에 튜브 단면이 맞닿는 정규의 삽입 상태가 되어 있고, 용착 이음매와 튜브의 삽입 부족에 의해서 단차측면과 튜브 단면의 사이에 간극이 생겨버린다고 하는 부적합이 생기지 않도록 개선되는 수지관 용착 장치, 및 용착 방법을 제공하는 점에 있다.

청구항 1에 관한 발명은, 합성 수지제 튜브의 단부가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부를 갖고, 상기 관 단부를 외부에서 둘러싸는 가열 수단의 가열에 의해서 상기 관 단부와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 상기 단부의 용착이 가능하게 구성되어 있는 합성 수지제의 용착 이음매로서, 상기 관 단부에 외부 끼움 장착되는 합성 수지제의 홀더를 설치하고, 상기 홀더에, 상기 가열 수단과의 사이에 직경방향의 팽창용 간극을 확보하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 플랜지는 상기 홀더의 축심방향에서 이음매 안쪽측단에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 플랜지의 직경방향 두께는 상기 홀더에 있어서의 상기 플랜지 이외의 부분의 직경방향 두께의 1.4∼15배로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 홀더의 축심방향 길이는 상기 플랜지의 축심방향 길이의 2∼10배로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 5에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 홀더를 형성하는 합성 수지로서, 상기 관 단부를 형성하는 합성 수지의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖는 것으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 6에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 관 단부에 계속되는 직통 외형 형상의 이음매 본체부를 더 갖고, 상기 이음매 본체부의 두께를 상기 관 단부의 두께보다 두껍게 하는 두께차를 마련하고, 상기 이음매 본체부에 있어서의 상기 관 단부와의 경계선에 상기 두께차에 의한 환상의 단면이 형성되는 동시에, 상기 관 단부의 외주면을 저면으로 하고 상기 단면과의 사이에 오목홈을 형성하는 돌기부가 상기 관 단부에 일체적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 7에 관한 발명은, 청구항 6에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 돌기부는 상기 관 단부의 축심에 관한 환상 융기이고, 상기 이음매 본체부의 단면과의 사이에 둘레형상 오목홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 8에 관한 발명은, 청구항 6에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 이음매 본체부에, 상기 관 단부와 서로 동일 구조이고 또한 서로 동일 축심을 갖는 제 2 관 단부와, 상기 관 단부와 서로 동일 구조이고 또한 상기 축심과 교차하는 축심을 갖는 제 3 관 단부가 접속되는 T자형의 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

청구항 9에 관한 발명은, 청구항 6에 기재된 용착 이음매에 있어서, 상기 이음매 본체부에, 상기 관 단부와 서로 동일 구조이고 또한 상기 축심과 교차하는 축심을 갖는 제 2 관 단부가 접속되는 L자형의 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 10에 관한 발명은, 청구항 6에 기재된 용착 이음매에 있어서, 불소 수지제의 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 11에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매의 용착에 이용되는 용착 장치로서, 상기 가열 수단을 구비하고 있고, 상기 가열 수단은, 상기 용착 이음매의 관 단부와 상기 튜브의 단부가 끼워 맞춰져 이루어지는 접합부를 가열 용착하기 위해 해당 접합부를 외부에서 둘러싸는 동시에, 접합부 가열용으로 대략 반원형의 내주면을 갖는 반 분할 히터의 한 쌍을 둘레방향에 배치하는 환상의 것으로 이루어지고, 상기 반 분할 히터는 절연 열전도 재료제이며 대략 반원형을 나타내는 전열 케이스와, 상기 전열 케이스의 둘레방향 일단부에 있어서 외부로 꺼내지고, 또한 둘레방향 타단에 있어서 되꺾이는 상태에서 상기 전열 케이스에 수용되는 발열 소자를 갖고 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 12에 관한 발명은, 청구항 11에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 반 분할 히터끼리는 서로의 상기 일단부측 또는 상기 타단부측에 설치한 지점 주변에서 요동 개폐 가능하며 선회가능하게 지지 연결되어 있고, 상기 접합부의 상기 가열 수단에의 출입을 허용하기 위해 서로 개방 요동한 개방 상태와, 상기 내주면이 상기 접합부를 외부에서 둘러싸서 가열하기 위해 서로 폐쇄 요동한 폐색 상태의 전환이 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 13에 관한 발명은, 청구항 12에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 지점은 상기 반 분할 히터 각각의 일단부측에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

청구항 14에 관한 발명은, 청구항 11에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 발열 소자는 코일 히터인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 15에 관한 발명은, 청구항 11에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 전열 케이스의 상기 절연 열전도 재료는 세라믹인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 16에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 용착 이음매의 용착에 이용되는 용착 장치로서, 상기 가열 수단과, 상기 튜브를 그 튜브 단면에서 소정 거리 떨어진 개소에 있어서 외부에서 둘러싸서 걸림 가능한 클램프와, 상기 클램프를 상기 튜브 긴쪽 방향에서의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 용착 장치 본체를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 17에 관한 발명은, 청구항 16에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 클램프와 상기 용착 장치 본체를 상대 걸어 고정시키는 걸림부에 있어서의 상기 클램프와 상기 용착 장치 본체의 튜브 긴쪽 방향의 상대 위치를 정하는 위치 결정 수단은, 서로 끼워 맞춤 가능한 환상 융기와 환상 오목홈을 상기 클램프와 상기 용착 장치 본체에 분배해서 배비하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 18에 관한 발명은, 청구항 17에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 위치 결정 수단은 상기 클램프에 형성되는 상기 환상 융기와 상기 용착 장치 본체에 형성되는 상기 환상 오목홈으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

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청구항 19에 관한 발명은, 청구항 16에 기재된 용착 장치에 있어서, 상기 클램프는 상기 튜브 단면을 튜브 축심에 대해 수직이고 편평한 면으로 마무리 가공하는 경우에 이용되는 클램프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 20에 관한 발명은, 합성 수지제 용착 이음매의 관 단부와, 상기 관 단부에 끼워 맞춰 삽입되는 합성 수지제 튜브의 단부를, 상기 관 단부를 외부에서 둘러싸는 상태로 배치되는 환상 히터에 의한 가열에 의해서 용착시키는 용착 이음매의 용착 방법으로서, 상기 관 단부에 합성 수지제의 홀더를 외부 끼움 장착하고, 그 홀더 외주면과의 사이에 소정의 직경방향 간극을 둔 상태에서 상기 환상 히터를 배치해서 가열시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 21에 관한 발명은, 청구항 20에 기재된 용착 이음매의 용착 방법에 있어서, 상기 튜브를 외부에서 둘러싸서 걸림 가능한 클램프, 및 상기 클램프를 상기 튜브 긴쪽 방향의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 용착 장치 본체를 준비하고, 상기 가열 전에, 상기 튜브를 그 튜브 단면에서 소정 거리 떨어진 개소에 있어서 상기 클램프로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정시키고, 상기 튜브가 걸어 고정되어 있는 상기 클램프를 상기 용착 장치 본체에 걸어 고정시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 22에 관한 발명은, 청구항 21에 기재된 용착 이음매의 용착 방법에 있어서, 상기 클램프로서, 상기 튜브 단면을 튜브 축심에 대해 수직이고 편평한 면으로 마무리 가공하는 경우에 이용되는 클램프를 겸용하는 것을 특징으로 하는 것이다.

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청구항 1의 발명에 의하면, 상세하게는 실시형태의 항목에서 설명하지만, 홀더의 직경 외측에 있는 팽창용 간극의 존재에 의해, 가열 수단의 가열에 의한 접합부나 홀더의 직경 외측에의 팽창 변형이 허용되어, 튜브의 내부 유로 및 이음매 유로의 직경 균일한 상태가 유지, 즉 양호한 유로 상태를 유지하면서, 관 단부 및 튜브 단부가 양호하게 용착 일체화된다. 그 결과, 가일층 구조 고안에 의해, 관 단부와 튜브 단부가 끼워 맞춰 삽입되어 이루어지는 접합부에, 열용착에 기인하는 내측에의 팽출이나 비드 형성이 극력 억제 또는 해소되도록 되어, 유체의 통과 저항을 초래하지 않고 양호하게 용착 일체화하는 것이 가능해지도록 개선된 용착 이음매를 제공할 수 있다. 또, 그를 위한 팽창용 간극이, 홀더에 형성되어 있는 플랜지에 의해서 가열 수단과의 직경방향 사이에 형성되기 때문에, 저렴한 비용으로, 또한 확실하게 균일한 용착을 실행할 수 있는 이점이 있다.

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청구항 2의 발명에 의하면, 플랜지가 홀더의 축심방향에서 이음매 안쪽측단에 배치되어 있으므로, 관 단부와 튜브 단부가 끼워 맞춰지는 접합부로부터 플랜지가 축심방향으로 멀어지는 것으로 되어, 가열 수단을 치우치지 않고 축심을 맞춰 외부에서 둘러쌀 수 있으면서, 접합부의 가일층의 균일 용착에 기여할 수 있는 이점이 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 플랜지의 직경방향 두께가 홀더에 있어서의 플랜지 이외의 부분의 직경방향 두께의 1.4∼15배로 설정되어 있다. 1.4배 미만이면, 용착에 수반하는 접합부 및 홀더의 직경 외측에의 팽창 변형을 허용하기 위한 팽창용 간극의 확보가 곤란해지고, 15배를 초과하면 양호한 용착을 실행할 수 없게 될 정도로 접합부에의 열전도 효율이 나빠지므로, 1.4∼15배의 범위이면 양호한 용착을 실행하는 것이 가능해진다.

청구항 4의 발명에 의하면, 홀더의 축심방향 길이가 플랜지의 축심방향 길이의 2∼10배로 설정되어 있다. 2배 미만이면 접합부가 가열 수단에 대해 너무 폭로되는 경향으로 되어, 용착 후에 있어서의 진원(眞圓; circularity) 홀딩이 곤란해지고, 또, 10을 초과하면 접합부의 축심방향 길이가 불필요하게 길어지는 동시에 소형화 면이 부족해진다. 따라서, 2∼10배의 범위이면 양호한 용착을 실행하는 것이 가능해진다.

청구항 5의 발명에 의하면, 홀더는 관 단부보다 융점이 높게 설정되어 있기 때문에, 용착시에 관 단부가 용융되어도 홀더는 용융하지 않고, 원통형상이 유지되어 용착 후의 접합부의 진원을 홀딩할 수 있는 이점이 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 상세하게는 실시형태의 항목에서 기재하지만, 조기 손상을 회피하기 위한 이음매 본체부의 두꺼운 두께로 하는 것에 의한 단면과, 관 단부에 설치한 돌기부에 의한 오목홈이 형성되므로, 용착 장치에 있어서의 관 단부를 지지하는 수단으로서 그 오목홈에 끼워 넣는 구조를 이용해서, 관 단부의 축심방향으로 어긋나게 움직이지 않도록 할 수 있다. 따라서, 어느 정도의 면적을 갖고 관 단부를 파지하는 구조를 취할 경우에 비해, 관 단부의 필요 길이(돌출 길이)의 단축화가 가능해지고, 그것에 의해서 용착 장치에 있어서의 관 단부의 지지 구조 부분도 소형화가 가능해진다. 그 결과, 직선 외 형상을 취하는 용착 이음매에 있어서, 이음매 본체 부분을 두꺼운 두께로 하는 구성의 유효 이용을 도모하도록 해서 상기 효과 (a), (b)를 발휘할 수 있는 동시에, 필요한 기능을 유지하면서 관 단부나 용착 장치의 소형화도 가능해져, 더욱 개선되고 더욱 합리적인 용착 이음매를 제공할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 오목홈으로서 둘레형상 오목홈에 형성되어 있으므로, 용착 장치에 세트할 때에 오목홈의 존재 개소에 맞춰 끼운다고 하는 조건이 불필요해져, 단지 장착하면 좋고, 용착시에 있어서의 조작의 간단화도 도모할 수 있다고 하는 이점이 추가된다.

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청구항 8이나 청구항 9의 발명과 같이, 직선 외 형상의 이음매로서 다용되는 T자형이나 L자형의 용착 이음매에 적합한 동시에, 청구항 10과 같이 불소 수지제로 하면, 내열성이나 내약품성이 뛰어나, 유체의 종류나 온도를 불문하고 사용할 수 있어 범용성에도 풍부한 용착 이음매를 제공할 수 있다.

청구항 11의 발명에 의하면, 상세하게는 실시형태의 항목에서 설명하지만, 전열 케이스와, 이것의 둘레방향 일단부에 있어서 외부로 도통 접속되고, 또한 둘레방향 타단에 있어서 되꺾여 수용되는 발열 소자로 이루어지는 반 분할 히터의 한 쌍으로 발열부가 구성되기 때문에, 반 분할 히터끼리를 직접 맞닿게 할 수 있고, 가열 상황이 더욱 균일화되어 품질이 안정된 용착을 실행할 수 있는 동시에, 절연재의 보수 점검이 불필요해져 메인터넌스 프리화를 실행할 수 있다. 또, 타단측에서 반 분할 히터끼리를 정크 선으로 도통 접속시킨다고 하는 종래 구성이 불필요해져, 구조의 간소화나 정크 선을 거는 부적합의 우려가 해소되는 이점도 있다. 그 결과, 가일층 고안에 의해, 한 쌍의 반 분할 히터를 갖는 간편 구조의 발열부를 답습하면서도, 더욱 균일한 가열에 의한 안정된 용착 상황을 실현하는 동시에, 절연재를 불필요하게 해서 메인터넌스 프리화도 가능해지도록 개선되는 용착 장치를 제공할 수 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 반 분할 히터의 형상을 활용한 요동 개폐 구조에 의해, 구조 간단하게 접합부의 발열부에 대한 출입을 실행할 수 있는 것이면서, 닫힘 상태에서는 접합부에 발열부가 밀착 외부 끼움된 효율이 좋은 가열이 가능해진다. 따라서, 구조 간단하면서 실용에 적합한 편리하고 취급이 쉬운 용착 장치를 제공할 수 있다.

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청구항 13의 발명에 의하면, 발열부의 개폐 지점이 일단부측, 즉, 외부로 도통 접속되는 측에 있기 때문에, 발열부에 있어서의 접합부의 출입측에는 배선이나 리드 선의 반 분할 히터에 대한 도통 수단이 존재하지 않으며, 따라서, 도통 수단 및 구조로서의 쌍방의 구조의 간소화를 실행할 수 있다고 하는 이점이 있다. 그리고, 발열 소자는 청구항 14과 같이 코일 히터로 구성할 수 있고, 전열 케이스의 절연 열전도 재료로서는, 청구항 15와 같이, 세라믹으로 구성하는 것이 형편이 좋다.

청구항 16의 발명에 의하면, 상세하게는 실시형태의 항목에서 설명하지만, 용착 장치 본체가 클램프를 튜브 긴쪽 방향에서의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능하게 구성되어 있으므로, 튜브를 규정대로 클램프에 예비 조립해두면, 반드시 튜브 단면과 단차측면이 맞닿는 정규의 삽입 상태에서 용착할 수 있는 것으로 된다. 그 결과, 접합부를 용융시켜 관 단부와 튜브 단부를 용착할 때에는, 용착 이음매의 단차측면에 튜브 단면이 맞닿는 정규의 삽입 상태가 되어 있고, 용착 이음매와 튜브의 삽입 부족에 의해서 단차측면과 튜브 단면의 사이에 간극이 생겨버린다고 하는 부적합이 생기지 않도록 개선되는 용착 장치를 제공할 수 있다.

청구항 17의 발명에 의하면, 클램프와 용착 장치 본체의 위치 결정 수단이 서로 끼워 맞춤 가능한 환상 융기와 환상 오목홈을 클램프와 용착 장치 본체에 분배해서 배비하는 것으로 구성되어 있기 때문에, 환상 융기와 환상 오목홈을 끼워 맞춰 클램프를 용착 장치 본체에 세트하는 것만의 간단한 조작에 의해, 청구항 16의 발명에 의한 상기 효과를 확실하게 얻을 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 이 경우, 청구항 18과 같이, 클램프에 환상 융기를, 또한 용착 장치 본체에 환상 오목홈을 설치하도록 하면, 그 역의 구성을 취할 경우에 비해, 클램프를 포함한 용착 장치로서의 튜브 축심방향 길이의 소형화가 가능해지는 이점이 있다.

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청구항 19의 발명에 의하면, 튜브의 단면을 튜브 축심에 대해 수직이고 편평한 면으로 마무리 가공할 때에 이용되는 클램프가, 용착 장치 본체에 걸어 고정시키는 클램프에 겸용 구성할 수 있기 때문에, 전용의 지그를 1개 줄일 수 있고, 비용 인하나 관리비의 절감에 기여할 수 있다고 하는 더욱 합리적인 용착 장치를 제공할 수 있다.

청구항 20의 발명에 의하면, 이것은 청구항 1의 발명을 방법화한 것이기 때문에, 청구항 1의 발명에 의한 효과와 동등한 효과를 얻을 수 있다.

청구항 21의 발명에 의하면, 청구항 16의 발명에 의한 용착 장치의 효과와 동등한 효과를 얻는 용착 이음매의 용착 방법을 제공할 수 있고, 청구항 22의 발명에 의하면, 청구항 19의 발명에 의한 용착 장치의 효과와 동등한 효과를 얻는 용착 이음매의 용착 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 용착 이음매 및 이것과 튜브의 접합부를 나타내는 주요부의 단면도(실시예 1)이다.
도 2는 홀더를 나타내고, (a)는 단면도, (b)는 정면도이다.
도 3은 플랜지의 다른 구조를 나타내는 단면도이고, (a)는 별체식, (b)는 내주부 단 생략형, (c)는 축심방향 위치 변경이다.
도 4는 플랜지의 둘레방향 간헐 구조를 나타내는 정면도이고, (a)는 6분할형, (b)는 4분할형이다.
도 5는 플랜지 단면의 다른 형상예를 나타내고, (a)는 둘레홈 부착형, (b)는 모따기형, (c)는 삼각형, (d)는 외주 구면(球面)형이다.
도 6은 폐색 상태에 있어서의 용착 장치의 주요부를 나타내는 정면도(실시예2)이다.
도 7은 용착 장치의 개방 상태를 나타내는 주요부의 정면도이다.
도 8은 반 분할 히터의 단품을 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 선단측의 측면도, (c)는 기단(基端; basal end)측의 측면도이다.
도 9는 용착 장치에 의한 용착 작업의 일례를 나타내는 주요부의 단면도이다.
도 10은 종래의 용착 장치의 주요부를 나타내는 폐색 상태의 정면도이다.
도 11은 실시예 3에 의한 용착 이음매를 나타내는 일부 결절의 정면도이다.
도 12는 도 11의 용착 이음매와 튜브의 용착 장치에 의한 용착 작업 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 용착 이음매와 튜브의 접합부를 나타내는 주요부의 단면도이다.
도 14는 비교예에 의한 용착 이음매를 이용한 용착 작업 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 실시예 4에 의한 용착 이음매를 나타내고, (a)는 일부 결절의 좌측면도, (b)는 일부 결절의 우측면도이다.
도 16은 수지관 용착 장치의 정면도(실시예 5)이다.
도 17은 서로 분리되어 있는 장치 본체 및 튜브 홀딩구 각각의 사시도이다.
도 18은 용착 공정에 있어서의 용착 장치의 주요부를 나타내는 개략의 단면도이다.
도 19는 (a) 클램프 공정을 나타내는 작용도, (b) 외부 끼움 공정을 나타내는 작용도이다.
도 20은 세트 공정을 나타내는 작용도이다.
도 21은 종래의 용착 공정 및 그 상태에서 용착 장치의 주요부를 나타내는 개략의 단면도이다.

이하에, 본 발명에 의한 용착 이음매 및 그 용착 방법의 실시형태를 도면(도 1∼도 5)을 참조하면서 설명한다.

〔실시예 1〕

용착 이음매(30)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 열가소성의 합성 수지의 일예인 PFA제 튜브(1)의 단부(1T)가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부(2T)를 구비하는 이음매 본체(2)를 갖는 PFA(열가소성의 합성 수지의 일예)제로서, 관 단부(2T)를 외부에서 둘러싸는 가열 수단으로서의 환상 히터(4)의 가열에 의해서 관 단부(2T)와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 튜브 단부(1T)의 용착이 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 관 단부(2T)에 외부 끼움 장착되는 PTFE(열가소성의 합성 수지의 일예)제의 홀더(3)가 외부 끼움 장착되어 있고, 홀더(3)에, 환상 히터(4)와의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(41)을 확보하기 위한 플랜지(12)가 형성되어 있다.

관 단부(2T)의 외경은 플랜지부(5)를 구비하는 관부(2K)보다 약간 좁게 되어 있고, 그것에 의해서 단차측 둘레면(6)이 형성되어 있다. 단차측 둘레면(6)은 홀더(3)를 관 단부(2T)에 외부 끼움 삽입할 때의 위치 결정으로서 기능하도록 구성되어 있다. 즉, 단차측 둘레면(6)에서 정해지는 관 단부(2T)의 축심(35)방향 길이와, 홀더(3)의 축심(35)방향 길이가 동일한 값으로 설정되어 있다. 홀더(3)는 관 단부(2T)의 외주면(7)에 압입되는 것이 바람직하지만, 빠져 나가지 않을 정도로 외부에서 끼워지는 것이어도 좋다.

관 단부(2T)는 그 개구부로부터 축심(35)방향 길이의 대략 절반이, 이음매 유로(2W)의 직경보다 큰 삽입용 대직경 내주면(8)에 형성되어 있고, 그 삽입용 대직경 내주면(8)에 튜브(1)의 단부(1T)가 압입적으로 내부 끼움 삽입되며, 내부 단차면(9)과의 맞닿음에 의해서 단부(1T)의 삽입량이 정해지도록 설정되어 있다. 또, 내부 단차면(9)의 내각부는 비스듬히 잘라진 바와 같은 경사면(10)에 형성되어 있다.

홀더(3)는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 관 단부(2T)의 외주면(7)에 외부에서 끼우는 직경 균일한 내주면(11)과 외주면(13)을 갖는 플랜지 원통형상의 것이고, 축심(35)방향에서 가장 용착 이음매(30)로서의 안쪽측(화살표(28) 방향측)으로 되는 단에, 환상 히터(4)의 내주면(4a)과의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(41)을 확보하기 위한 플랜지(외주 플랜지)(12)가 일체로 형성되어 있다. 플랜지(12)의 직경방향 두께(43)가 홀더(3)에 있어서의 플랜지(12) 이외의 부분의 직경방향 두께(44)의 1.4∼15배로 설정되어 있고, 또한 홀더(3)의 축심(35)방향 길이(45)가 플랜지(12)의 축심(35)방향 길이(46)의 2∼10배로 설정되어 있다.

홀더(3)를 형성하는 합성 수지인 PTFE는 관 단부(2T), 즉 이음매 본체(2)를 형성하는 합성 수지인 PFA의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖고 있다. 그리고, 홀더(3)를 형성하는 합성 수지는 튜브(1)나 이음매 본체(2)를 형성하는 합성 수지보다 용융 점도가 높은 재질인 것이 바람직하다.

튜브(1)는 그 내부 유로(1W)의 직경이 이음매 유로(2W)의 직경과 동등하게 설정되어 있고, 강하게 삽입함으로써(또는 비교적 용이하게 삽입함으로써) 그 단부 (1T)를 삽입용 대직경 내주면(8)에 내부 끼움 삽입할 수 있다. 튜브(1)의 이음매 본체(2)에의 삽입의 방식으로서는, 튜브 단면(1t)이 내부 단차면(9)에 맞닿을 때까지 삽입을 실행함으로써 이루어진다.

다음에, 용착 이음매(30)와 튜브(1)의 접속 방법(용착 방법)에 대해 설명한다. 우선, 홀더(3)를 그 플랜지(12)가 선행하는 상태에서 관 단부(2T)에 외부 끼움 삽입 및 유지시킬지, 또는 미리 관 단부(2T)에 플랜지(12)가 안쪽측에 위치하는 상태에서 홀더(3)가 압입 외부 끼움 또는 밀접 외부 끼움되어 있는 용착 이음매(30)를 준비해 둘지를 선택해서 실행한다. 홀더(3)를 관 단부(2T)에 삽입할 때는 홀더(3)가 단차측 둘레면(6)에 맞닿을 때까지 삽입 조작을 실행한다.

다음에, 튜브(1)의 단부(1T)를 관 단부(2T)에, 튜브 단면(1t)이 내부 단차면 (9)에 맞닿을 때까지 내부 끼움 삽입하고, 그로부터 환상 히터(4)를 그 내주면(4a)이 홀더(3)의 플랜지(12)의 외주면(12a)에 접촉(맞닿음)하는 상태로 외부에서 둘러싸서 끼워 만든다(도 1의 상태). 그로부터 환상 히터에 통전해서 발열시키고, 외주측으로부터 관 단부(2T)와 튜브 단부(1T)의 끼워 맞춤 삽입부, 즉 접합부(40)를 가열해서 용착시킨다.

즉, 합성 수지제 용착 이음매(30)의 관 단부(2T)와, 관 단부(2T)에 끼워 맞춰 삽입되는 합성 수지제 튜브(1)의 단부(1T)를, 관 단부(2T)를 외부에서 둘러싸는 상태로 배치되는 환상 히터(4)에 의한 가열에 의해서 용착시키는 용착 이음매(30)의 용착 방법에 있어서, 관 단부(2T)에 합성 수지제의 홀더(3)를 외부 끼움 장착하고, 그 홀더(3)의 외주면(13)과의 사이에 소정의 직경방향 간극(41)을 둔 상태에서 환상 히터(4)를 배치해서 가열시킨다고 하는 용착 방법이다. 그리고, 홀더(3)에 직경 외측으로 소정량 돌출된 플랜지(12)를 형성해 두고, 플랜지(12)에 환상 히터(4)를 외접시킨 상태에서 가열하는 것에 의해, 홀더(3)와 환상 히터(4)의 축심을 간편하게 일치시킬 수 있고, 그것에 의해서 균일한 가열 상태를 얻을 수 있다.

환상 히터(4)가 발하는 열은 대부분이 팽창용 간극(환상 공간부)(41)을 통한 복사열로서 접합부(40)에 전해지지만, 일부 플랜지(12)를 통해 직접적으로 전해진다. 이 경우, 홀더(3)는 관 단부(2T)의 보호 및 환상 히터(4)에 의한 열을 균일화해서 관 단부(2T)에 전한다고 하는 중요한 기능을 갖고 있다.

접합부(40)는 가열에 의해서 팽창하고, 제약이 없는 한 직경 외측에의 팽창(요컨대 직경방향 두께의 직경 외측에의 팽창)으로 된다. 이 경우 본 발명의 물건에 있어서는 도시는 생략하지만, 그 팽창 부분은 홀더(3)와 함께 직경 외측에 존재하는 팽창용 간극(41)에 흡수되고, 내측(직경 내측)에의 팽창은 생기지 않거나 또는 거의 없는 상태가 초래되도록 된다. 또, 극히 근소하게 직경 내측에의 팽창이 있어도, 그 약간의 팽창은 경사면(10)과 튜브 단면(1t)으로 형성되는 환상 공간부에서 흡수 가능하다.

즉, 관 단부(2T)를 외부에서 둘러싸는 환상 히터(4)의 가열에 의해서, 관 단부(2T)와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 PFA 튜브(1)의 단부(1T)의 용착이 가능하게 구성되는 PFA제의 용착 이음매에 있어서, 관 단부(2T)에 외부 끼움 장착되는 PTFE제의 홀더(3)를 설치하고, 홀더(3)에, 환상 히터(4)와의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(41)을 확보하기 위한 플랜지(12)를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 가열에 의한 직경 외측에의 팽창 변형이 허용되고, 서로 동일 직경의 내부 유로(1W) 및 이음매 유로(2W)의 직경 균일한 상태가 유지, 즉 양호한 유로 상태를 유지하면서, 단부끼리(2T, 1T)가 양호하게 용착 일체화되도록 개선되는 용착 이음매 및 그것의 용착 방법을 제공하는 것에 성공하고 있다.

홀더(3)의 플랜지(12) 이외의 부분(본체 부분(3H))은 두께가 얇아 휘기 쉽기 때문에, 용착시에 용착 부위가 환상 히터(4)와의 간극, 즉 팽창용 간극(41)으로 팽창하고, 용착 내면(접합부(40)의 내면)에의 비드 팽출이 억제 또는 해소되도록 된다. 플랜지(12)는 관 단부(2T)를 홀딩하므로, 용착시에 용착 부위(접합부(40))의 불균일한 편차를 억제하는 것이 가능하다. 또, 플랜지(12)가 열팽창에 의해서 환상 히터(4)의 내주면(4a)과 접하거나 또는 강하게 접하도록 되기 때문에, 환상 히터(4)와는 비접촉으로 되는 본체 부분(3H)에의 열전도 효율이 좋아지고, 균일한 용착 상태의 실현에 기여할 수 있다.

다음에, 홀더(3)의 여러 가지의 다른 형상에 대해 설명한다. 우선, 도 3의 (a)에 나타내는 홀더(3)는 2부품으로 이루어지는 것이고, 통형상의 홀더 본체(3A)에, 환상의 대직경 플랜지(14)를 끼워 맞춰 일체화해서 구성되어 있다. 전체 형상으로서는 도 2에 나타내는 일체형의 홀더(3)와 동일하고, 대직경 플랜지(14)가 플랜지(12)에 상당하고 있다. 또한, 일체화 수단으로서는 압입이나, 끼워 맞춤 및 접착, 기타가 고려된다.

도 3의 (b)에 나타내는 홀더(3)는 도 2에 나타내는 홀더(3)에 있어서, 플랜지(12)측의 내주부 단을 결여한 바와 같은 형상의 것이다. 즉, 두께가 얇은 본체 부분(3H)의 안쪽측의 단부를, 플랜지(12)의 축심(35)방향 폭의 약 절반을 단으로부터 생략한 환상 간극부(49)를 설치한 구조의 홀더(3)이다. 이 경우의 플랜지(12)는 본체 부분(3H)과 일체로 형성되어 있다.

도 3의 (c)에 나타내는 홀더(3)는 플랜지(12)의 위치가 축심(35)방향에서 본체 부분(3H)의 중간에 설정된 구조의 것이고, 약간 안쪽측에 의한 위치에 설정되어 있다.

도 4의 (a)는 둘레방향에 간헐적으로 존재하는 구조의 플랜지(12)를 갖는 홀더(3)이다. 이것은 인접하는 6분할 플랜지부(12s)끼리의 사이(둘레방향 사이)에 작은 간극(15)이 형성되어 있는 것이고, 각 6분할 플랜지부(12s)에는 환상 히터(4)의 내주에 내접하기 위해 축심(35)을 중심으로 하는 원호 외주면(16)이 형성되어 있다.

도 4의 (b)는 둘레방향에 간헐적으로 존재하는 구조의 플랜지(12)를 갖는 홀더(3)의 그 2이다. 이것은 인접하는 4분할 플랜지부(12f)끼리의 사이(둘레방향 사이)에 큰 간극(17)이 형성되어 있는 것이고, 각 4분할 플랜지부(12f)에는 환상 히터(4)의 내주에 내접하기 위해 축심(35)을 중심으로 하는 원호 외주면(18)이 형성되어 있다.

도 5의 (a)에 나타내는 홀더(3)는 도 2에 나타내는 홀더(3)에 있어서의 플랜지(12)에 외주홈(19)이 형성된 구조의 것이다. 도시의 외주홈(19)은 둘레방향에 연속하는 환상 홈이지만, 둘레방향에 간헐적으로 구성되는 것이라도 좋다.

도 5의 (b)에 나타내는 홀더(3)는 도 2에 나타내는 홀더(3)에 있어서의 플랜지(12)의 축심(35)방향의 양쪽 모서리에 모따기를 실행하는 등 하여 경사 컷면(20, 20)을 설치한 구조의 것이다.

도 5의 (c)에 나타내는 홀더(3)는 도 2에 나타내는 홀더(3)에 있어서의 플랜지(12)의 외측(축심(35)방향에서 튜브(1)측)을 경사면(21)으로 해서, 외주면(12a)의 폭이 극히 근소하고, 마치 플랜지(12)의 단면 삼각형을 나타내도록 구성된 것이다.

도 5의 (d)에 나타내는 홀더(3)는 도 2에 나타내는 홀더(3)에 있어서의 플랜지(12)의 축심(35)방향의 양쪽 모서리가 둥글게 구면 처리되고, 단면 반원형의 외주면(22)을 갖는 구조의 것이다.

〔본 발명에 관한 다른 실시예〕

플랜지(12)의 위치는 홀더(3)의 튜브측(바깥 바로 앞측)단에 있어도 좋고, 또, 홀더(3)의 축심(35)방향에서 양단 각각에 한 쌍 설치하는 구조라도 좋다. 또, 가열에 의해서 용융하는 합성 수지이면 좋고, PFA나 PTFE 이외의 합성 수지라도 물론 좋다.

이하에, 본 발명에 의한 용착 장치의 실시형태를, 도면(도 6∼도 10)을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 6∼도 8이 본 발명의 용착 장치를 나타내고, 도 9는 용착예의 상태를 나타내는 단면도, 도 10은 종래의 용착 장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.

〔실시예 2〕

용착 장치(100)는 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 하측으로 되는 크래들 (cradle)(101)과, 이 크래들(101)에 대해 수평방향의 개폐 축심(119) 주변에 상하 요동 가능하며 선회가능하게 지지 연결되는 개폐체(102)와, 이들 크래들(101) 및 개폐체(102)에 걸쳐 형성되는 발열부(103)를 갖고 구성되어 있다. 발열부(103)는 크래들(101)에 지지되는 하측의 반 분할 히터(134)와, 개폐체(102)에 지지되는 상측의 반 분할 히터(134)로 이루어지는, 이른바 환상 히터로 구성되어 있고, 그들 상하 한 쌍의 반 분할 히터(134)는 서로 공통의 축심(135)을 갖고 있다.

도 6은 크래들(101)의 상면(101a)에 개폐체(102)의 저면(102a)이 맞닿아 용착 동작 가능한 폐색 상태를 나타내고 있다. 이 폐색 상태에서는 합성 수지제(PFA)의 용착 이음매(120)의 관 단부(104)와 합성 수지제(PFA 등)의 튜브(105)의 단부(106)가 끼워 맞춰져 이루어지는 접합부(118)에 발열부(103)가 외부에서 둘러싸고, 발열부(103)의 발열에 의해서 접합부(118)를 가열 용착해서 관 단부(104)와 단부(106)를 용착 가능한 폐색 상태를 나타내고 있다. 이 폐색 상태에서는 각 반 분할 히터(134)의 내주면(107)이 접합부(118)의 외주면(108)에 밀착 외부 끼움되어 있고, 각 반 분할 히터(134)에의 리드 선(도시 생략)을 이용한 통전에 의한 발열에 의해, 접합부(118)를 가열해서 용착시키는 것이 가능해지고 있다.

도 7은 개폐체(102)를 축심(135) 주변에 크래들(101)에 대해 상방 요동한 개방 상태를 나타내고 있다. 이 개방 상태에서는 크래들(101)의 상면(101a)과 개폐체(102)의 저면(102a)이 크게 떨어져 있고, 접합부(118)의 각 반 분할 히터(134)의 내주면(107)에의 장탈착을 실행할 수 있다. 즉, 미용착의 접합부(118)의 크래들(101)의 내주면(107)에의 장착 세트, 및 용착 후의 접합부(118)의 크래들(101)로부터의 분리 제거를 실행할 수 있는 상태이다. 하측의 반 분할 히터(134)는 크래들(101)의 내주부(101b)에 끼워 맞춰 지지되어 있고, 상측의 반 분할 히터(134)는 개폐체(102)의 내주부(102b)에 끼워 맞춰 지지되어 있다.

다음에, 발열부(103) 등에 대해 설명한다. 발열부(103)는 접합부 가열용으로 대략 반원형의 내주면(107)을 갖는 반 분할 히터(134)의 한 쌍을 둘레방향에 배치하는 환상의 것(도 6 참조)으로 이루어져 있다. 반 분할 히터(134)는 도 6∼도 9에 나타내는 바와 같이, 세라믹(절연 열전도 재료의 일예)제이며 대략 반원형을 나타내는 전열 케이스(109)와, 전열 케이스(109)의 둘레방향 일단부에 있어서 외부로 꺼내지고, 또한 둘레방향 타단에 있어서 되꺾이는 상태에서 전열 케이스(109)에 수용되는 코일 히터(발열 소자의 일예)(110)를 갖고 구성되어 있다. 또한, 크래들(101)에 장비되는 반 분할 히터(134)와, 개폐체(102)에 장비되는 반 분할 히터(134)는 서로 동일한 것이다.

전열 케이스(109)는 내주면(107)을 갖는 내주벽(111), 외주벽(112), 선단벽(113), 기단벽(114), 및 한 쌍의 외주 결절부(115, 115)를 갖는 대략 반원통형상의 부품이다. 외주벽(112)에는 폭방향의 중앙에 외주홈(112a)이 형성되어 있고, 또한 그 기단벽(114) 측단에, 코일 히터(110)의 양단부를 외부로 꺼내기 위해 폭방향의 외측으로부터 내측을 향해 움푹 패인 상태의 결절부(115, 115)가 형성되어 있다. 코일 히터(110)는 각 결절(115)을 통과해서 외부로 인출하기 위한 인출 단부(110a)와, 코일형상으로 감겨 선단벽(113)측에서 되꺾이는 상태에서 전열 케이스(109)에 수용되는 발열 본체부(110A)와, 전열 케이스 외부에 있어서의 열차단 커버(116) 등을 갖고 있다. 전열 케이스(109)의 내부에 수용되는 발열 본체부(110A)는 그 주변에 주입되는 절연제(117)에 의해, 어긋나게 움직이지 않고 위치 고정 상태로 전열 케이스(109)에 내장되어 있다.

용착 장치(100)를 폐색 상태로 하면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상하의 반 분할 히터(134, 134）의 선단벽(113)끼리 및 기단벽(114)끼리가 맞닿고, 종래와 같은 간극(147)(도 10 참조)이 존재하지 않는 동시에, 전열 케이스(109)에 의해 반 분할 히터(134)로서 이미 외부와의 절연 처리가 이루어져 있으며, 종래의 운모판 등에 의한 절연재(144)(도 10 참조)를 생략할 수 있으면서 반 분할 히터(134)끼리를 맞닿게 하는 것을 실현할 수 있다. 따라서, 종래에 비해, 가열 상황이 더욱 균일화되어 품질이 안정된 용착을 실행할 수 있는 동시에, 절연재의 보수 점검이 불필요해져 메인터넌스 프리화도 실현할 수 있다.

그리고, 반 분할 히터(134)는 절연 열전도 재료제의 전열 케이스(109)와, 이것에 그 둘레방향 일단부에 있어서 외부로 도통 접속되고, 또한 둘레방향 타단에 있어서 되꺾이는 상태에서 수용되는 발열 소자(110)로 구성되어 있기 때문에, 일단부측에 양극 및 음극의 리드 선을 집약 배비할 수 있고, 종래(특허문헌 3)와 같이, 타단측에서 반 분할 히터끼리를 도통 접속시키는 정크 선이 불필요하며, 구조의 간소화나 정크 선을 거는 부적합의 우려가 해소되는 이점이 있다. 또, 절연 열전도 재료로서는 절연성 및 열전도성의 쌍방이 우수한 세라믹이 적합하고, 발열 소자(110)로서는 염가이며 구입하기 쉽고, 또한 구부림 가공이 용이한 코일 히터가 적합하다.

〔본 발명에 관한 사용예〕

다음에, 본 발명에 의한 용착 장치(100)를 이용해서, 용착 이음매(120)와 튜브(105)를 용착하는 경우의 1사용예에 대해 설명한다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 열가소성의 합성 수지의 일예인 PFA제 튜브(105)의 단부(106)가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부(104)를 구비하는 이음매 본체(121)를 갖는 PFA제로서, 관 단부(104)를 외부에서 둘러싸는 가열 수단으로서, 환상 히터로서의 발열부(103)의 발열에 의한 가열에 의해서 관 단부(104)와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 튜브 단부(106)의 용착이 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 관 단부(104)에 외부 끼움 장착되는 PTFE제의 홀더(123)가 외부 끼움 장착되어 있고, 홀더(123)에, 발열부(103)와의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(137)을 확보하기 위한 플랜지(132)가 형성되어 있다.

관 단부(104)의 외경은 플랜지부(125)를 구비하는 관부(122)보다 약간 좁게 되어 있고, 그것에 의해서 단차측 둘레면(126)이 형성되어 있다. 단차측 둘레면(126)은 홀더(123)를 관 단부(104)에 외부 끼움 삽입할 때의 위치 결정으로서 기능하도록 구성되어 있다. 즉, 단차측 둘레면(126)에서 정해지는 관 단부(104)의 축심(136)방향 길이와, 홀더(123)의 축심(136)방향 길이가 동일한 값으로 설정되어 있다. 홀더(123)는 관 단부(104)의 외주면(127)에 압입되는 것이 바람직하지만, 빠져 나가지 않을 정도로 외부에서 끼워지는 것이어도 좋다.

관 단부(104)는 그 개구부로부터 축심(136)방향 길이의 대략 절반이, 이음매 유로(121W)의 직경보다 큰 삽입용 대직경 내주면(128)에 형성되어 있고, 그 삽입용 대직경 내주면(128)에 튜브(105)의 단부(106)가 압입적으로 내부 끼움 삽입되며, 내부 단차면(129)과의 맞닿음에 의해서 단부(106)의 삽입량이 정해지도록 설정되어 있다. 또, 내부 단차면(129)의 내각부는 비스듬히 잘라진 바와 같은 경사면(130)에 형성되어 있다.

홀더(123)는 관 단부(104)의 외주면(127)에 외부에서 끼우는 직경 균일한 내주면(131)과 외주면(133)을 갖는 플랜지 원통형상의 것이고, 축심(136)방향에서 가장 용착 이음매(120)로서의 안쪽측(화살표(138) 방향측)으로 되는 단에, 발열부(103), 즉 반 분할 히터(134)의 내주면(107)과의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(137)을 확보하기 위한 플랜지(외주 플랜지)(132)가 일체로 형성되어 있다. 홀더(123)를 형성하는 합성 수지인 PTFE는 관 단부(104), 즉 이음매 본체(121)를 형성하는 합성 수지인 PFA의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖고 있다. 그리고, 홀더(123)를 형성하는 합성 수지는 튜브(105)나 이음매 본체(121)를 형성하는 합성 수지보다 용융 점도가 높은 재질인 것이 바람직하다.

튜브(105)는 그 내부 유로(105W)의 직경이 이음매 유로(121W)의 직경과 동등하게 설정되어 있고, 강하게 삽입함으로써(또는 비교적 용이하게 삽입함으로써) 그 단부(106)를 삽입용 대직경 내주면(128)에 내부 끼움 삽입할 수 있다. 튜브(105)의 이음매 본체(121)에의 삽입의 방법으로서는, 튜브 단면(105t)이 내부 단차면(129)에 맞닿을 때까지 삽입을 실행하는 것으로 이루어진다.

〔본 발명에 관한 다른 실시예〕

본 발명에 의한 용착 장치(100)는 용착 이음매(120)와 튜브(105)의 용착을 실행하는 장치이지만, 합성 수지제의 튜브끼리, 또는 합성 수지제의 용착 이음매끼리의 용착도 실행하는 것이 가능하다.

이하에, 본 발명에 의한 용착 이음매의 실시형태를, 도면(도 11∼도 15)을 참조하면서 설명한다. 용착 이음매(200) 및 튜브(213)는 열가소성 합성 수지인 PFA제이고, 홀더(231)는 열가소성 합성 수지인 PTFE제이다.

〔실시예 3〕

실시예 3에 의한 용착 이음매(200)는 도 11에 나타내는 바와 같이, 축심(225p(255))을 갖는 메인 관 단부(201(241))와, 메인 관 단부(201(241))와 서로 동일 구조이고 또한 서로 동일 축심(225p(255))을 갖고, 또한 축심(225p(255))방향에서 서로 역방향으로 되는 메인 관 단부(제 2 관 단부의 일예)(201(241))와, 축심(225p)과 직교(교차의 일예)하는 축심(225q(255))을 갖는 단일의 분기(分岐) 관 단부(제 3 관 단부의 일예)(202(241))와, 이들 3개소의 관 단부(201, 201, 202) 각각의 기단측 부분인 이음매 본체부(203)를 갖고 이루어지는 PFA(합성 수지의 일예)제이며 T자형을 나타내는 것이다. 이음매 본체부(203)의 단차측 둘레면(203a)보다 외측의 부분인 관 단부(201, 201, 202)는 서로 동일한 구성 부분이다. 이음매 본체부(203)의 두께는 각 관 단부(201, 201, 202)의 두께보다 두껍게 되어 있고, 탕구(틀성형시의 용융 수지의 공급구) 부분(204)이나 파팅라인(도시하지 않음)을 따른 조기 손상이 일어나지 않도록 되어 있다.

각 관 단부(201, 201, 202)의 구조를 메인 관 단부(201)에서 설명하면, 단차측 둘레면(203a)에 계속되는 단부 본체통(209), 단부 본체통(209)으로부터 세워 설치되는 상태의 외주 플랜지(돌기부 및 환상 융기의 일예)(210), 단부 본체통(209)보다 약간 작은 외경을 갖는 홀더 외장용의 외장 외주면(206), 튜브 삽입용의 삽입용 대직경 내주면(205), 삽입용 대직경 내주면(205)의 축심(225p)방향의 깊이를 규정하는 내부 단차면(207), 내부 단차면(207)에 계속되는 경사 내주면(208), 이음매 유로(242)를 구비해서 이루어지는 통형상 부분이다. 단부 본체통(209)의 외주면(211)보다 외장 외주면(206)이 약간 소직경인 것에 의해, 후술하는 홀더(231)의 삽입 위치를 규정하는 면으로 되는 소측(小側) 둘레면(212)이 형성되어 있다.

이음매 본체부(203)는 각 관 단부(201, 201, 202)의 기단부에 그들 두께(240)보다 두꺼운 두께(243)를 갖고 연속하는 T자형(직선 외 형상의 일예)의 부분이고, 각 관 단부(201, 201, 202)와의 경계선에는 환상의 단차인 단차측 둘레면(203a)이 형성되어 있다. 즉, 이음매 본체부(203)의 두께(243)를 관 단부(241)의 두께(240)보다 두껍게 하는 두께차를 마련하고, 이음매 본체부(203)에 있어서의 관 단부(241)와의 경계선에 두께차에 의한 환상의 단면(203a)이 형성되어 있는 각 메인 관 단부(201, 201)의 이음매 유로(242, 242)와 분기 관 단부(202)의 이음매 유로(242)도, 전체적으로 T자형의 유로를 나타내고 있다. 이음매 본체부(203)에 있어서의 분기 관 단부(202)의 축심(225q)방향에서 반대의 벽부분에 탕구 부분(204)이 형성되어 있다. 이 경우, 파팅라인(도시하지 않음)은 이음매 본체부(203)에 있어서의 분기 관 단부(202)와의 경계선 부근에 생기기 쉽다.

여기서, 두께(240)는 튜브 두께의 1.5배 이상이면 좋고, 두꺼운 두께(243)는 튜브 두께의 2배 이상으로 되도록 설정되어 있다. 튜브(213)와 이음매 본체부(203)의 용착부에 있어서 환상 히터(214)로부터 떨어져 위치하는 내부 단차면(207)과 경사 내주면(208)의 접합부에는 용착 부족이 발생할 가능성이 있다. 두께(240)가 튜브 두께의 1.5배 미만일 경우는, 용착 후의 튜브(213)와 이음매 본체부(203)의 용착 강도가 튜브의 인장 강도에 비해 1/2을 밑돌 가능성도 있고, 유체 기기의 맥동이 가해질 경우는 실용상 용착부의 안전성에 문제를 남긴다. 따라서, 용착부의 안전성을 고려하면 두께(240)는 튜브 두께의 적어도 1.5배 이상 필요하고, 바람직하게는, 두께(240)가 튜브 두께의 2배 이상으로 설정하면 용착부의 인장 강도를 튜브의 인장 강도와 동등 이상으로 확보할 수 있다.

단면(203a)으로부터 축심(225p)방향으로 약간 떨어진 개소에, 두꺼운 두께(243)와 동등 또는 그 이하로 설정된 외주 플랜지(210)가 존재하고 있고, 그 외주 플랜지(210)의 내측 둘레면(210a)을 한쪽의 측면으로 하며, 단부 본체통(209)의 외주면(관 단부(241)의 외주면)(211)을 저면으로 하고, 단면(203a)을 다른쪽의 측면으로 하는 둘레홈(오목홈 및 둘레형상 오목홈의 일예)(244)이 형성되어 있다. 즉, 각 관 단부(241)에 있어서의 기단측에 설치한 외주 플랜지(210)와 단면(203a)에 의해서 이루어지는 둘레홈(244)이 형성되어 있다.

용착 이음매(200)는 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 삽입용 대직경 내주면(205)에 내부에서 끼워지는 튜브(213)를 용착 일체화하는 것이고, 용착 장치(230)에 있어서는 외장 외주면(206)에 외부 끼움 장전되는 홀더(231)를 둘러싸는 환상 히터(발열 수단의 일예)(214)를 갖고 있다. 상술하면, 외장 외주면(206)에는 홀더(231)가 외부 끼움 장착되어 있고, 삽입용 대직경 내주면(205)에 튜브 단부(213T)가 끼워 맞춰 삽입되며, 홀더(231)를 둘러싸는 환상 히터(214)의 발열에 의한 가열로 관 단부(201) 선단부와 튜브 단부(213T)가 용착되도록 되어 있다. 홀더(231)의 기단측에는 환상 히터(214)와의 사이에 직경방향의 팽창용 간극(233)을 확보하기 위한 플랜지(215)가 형성되어 있다.

홀더(231)를 외장 외주면(206)에 외부 끼움 삽입할 때의 위치 결정으로서 기능하는 소측 둘레면(212)에 의해, 외장 외주면(206)의 축심(225p)방향 길이와, 홀더(231)의 축심(225p)방향 길이가 동일한 값으로 설정되어 있다. 홀더(231)는 외장 외주면(206)에 압입되는 것이 바람직하지만, 빠져 나가지 않을 정도로 외부에서 끼워지는 것이어도 좋다. 이음매 유로(242)의 직경보다 큰 삽입용 대직경 내주면(205)의 축심(225p)방향 길이는 외장 외주면(206)의 축심(225p)방향 길이의 대략 절반 전후로 설정되어 있고, 내부 단차면(207)과의 맞닿음에 의해서 튜브 단부(213T)의 삽입량이 정해지도록 설정되어 있다. 또, 내부 단차면(207)의 내각부는 비스듬히 잘라진 바와 같은 경사 내주면(208)에 형성되어 있다.

홀더(231)는 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 외장 외주면(206)에 외부에서 끼우는 직경 균일한 내주면(216)과 외주면(217)을 갖는 플랜지 원통형상의 것이고, 축심(225p)방향에서 가장 이음매 본체부(203)측의 단에 상술의 플랜지(215)가 있다. 플랜지(215)의 두께는 홀더(231)에 있어서의 그 이외의 개소의 두께의 1.4∼15배로 설정되고, 홀더(231)의 축심(225p)방향 길이는 플랜지(215)의 길이의 2∼10배로 설정되어 있다. 홀더(231)를 형성하는 PTFE는 메인 관 단부(201), 즉 용착 이음매(200)를 형성하는 PFA의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖고 있다. 홀더(231)를 형성하는 합성 수지는 튜브(213)나 용착 이음매(200)를 형성하는 합성 수지보다 용융 점도가 높은 재질인 것이 바람직하다.

용착 장치(230)는 도 12에 나타내는 바와 같이, 홀더(231)를 외부에서 둘러싸는 환상 히터(214), 튜브(213)를 파지하는 걸림 클램프(218)를 위치 결정 상태로 요철 끼워 맞춤 장착 가능한 제 1 측벽(219), 용착 이음매(200)의 둘레홈(244)에 끼워 맞춰 위치 결정 장착 가능한 제 2 측벽(220) 등을 갖고 구성되어 있고, 제 1 측벽(219) 및 제 2 측벽(220)은 유리 클로스(cloth) 기재를 수지로 고정한 유리 클로스 기재 무기계 수지판으로 이루어지는 단열재로 구성되어 있다. 환상 히터(214)는 홀더(231)와 동등한 횡폭 치수를 갖고, 또 환상 히터(214)와 각 측벽(219, 220)은 열 영향을 완충하기 위해 길이(246)를 갖는 공간부(221)를 설치해서 거리를 두어져 있다. 둘레홈(244)에 끼워 넣어져 축심(225p)방향에 있어서 용착 이음매(200)와 상대 위치 정해지는 제 2 측벽(220)의 폭(두께)은 제 1 측벽(219)의 폭(두께)에 비해 충분히 얇은 것으로 형성할 수 있다.

즉, 용착 장치(230)에 의한 용착 이음매(200)와 튜브(213)의 용착을 실행하기 위해서는, 홀더(231)가 외장되어 있는 메인 관 단부(201)의 삽입용 대직경 내주면(205)에 튜브 단부(213a)를 삽입한 상태에서 튜브(213)는 걸림 클램프(218)를 통해 제 1 측벽(219)에 지지시키고, 용착 이음매(200)는 둘레홈(244)을 이용해서 제 2 측벽(220)에 지지시킨다. 그로부터 환상 히터(214)에 통전해서 발열시키고, 그것에 의해서 메인 관 단부(201)와 튜브 단부(213a)의 접합부(232)를 가열 용융시켜, 일체화하는 것이다. 이 용착 장치(230)에 있어서의 환상 히터(214)로부터 제 2 측벽(220)의 바깥 표면에 걸친 길이, 즉 메인 관 단부(201)의 돌출 길이(245)는 공간부(221)의 폭(246)에 둘레홈(244)의 홈 폭(247)을 더한 길이(245=246+247)이다. 또한, 폭(247)은 제 2 측벽(220)의 폭이기도 하다.

이것에 대해, 도 14에 나타내는 비교예의 경우는 환상 히터(214)로부터의 공간부(281)의 폭(246)은 도 12에 나타내는 것과 동일하지만, 제 2 측벽(280)의 폭(두께)(297)은 명백하게 도 12에 나타내는 제 2 측벽(220)의 폭(247)보다 크다(297>247). 따라서, 비교예에 있어서의 돌출 길이(295)(=246+297)는 도 12가 나타내는 실시예 1의 돌출 길이(245)보다 명확하게 크다(245<295). 도 14에 나타내는 비교예의 경우는 마찰에 의해서 메인 관 단부(201)를 제 2 측벽(280)으로 끼워 넣어 축심(225p)방향으로 움직이지 않도록 지지시키는 구조상, 확실하게 마찰 파지하기 위해서는 축심(225p)방향으로 어느 정도의 폭이 필요하다. 그렇지만, 제 2 측벽(220)을 둘레홈(244)에 끼워 넣어지게 해서 물리적으로 축심(225p)방향으로 움직이지 않도록 하는 실시예 3의 구조에서는, 제 2 측벽(220)의 폭을 도 14에 나타내는 비교예의 제 2 측벽(280)에 비해 큰폭으로 좁게 하는 것이 가능해져 있다.

즉, 실시예 3에 의한 용착 이음매(200)는 탕구 부분(204)이나 그 부근의 파팅라인에 균열이나 깨짐 등의 조기 손상이 생기지 않도록 이음매 본체부(203)의 두께를 각 관 단부(201, 201, 202)에 비해 두꺼운 두께로 하는 구조를 이용해서, 그것에 의한 단면인 단차측 둘레면(203a)과, 새로이 메인 관 단부(201)에 설치한 외주 플랜지(210)에 의해서 둘레홈(244)을 형성한 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 각 관 단부(201, 201, 202)의 돌출 길이(245)를 짧게 할 수 있어 용착 이음매(200) 및 용착 장치(230)의 소형화를 도모하면서, 탕구 부분(204)이나 파팅라인에 있어서의 조기의 손상 우려를 회피할 수 있다고 하는 다중 효과를 얻는 것에 성공하고 있다.

또, 외주 플랜지(210)는 유리 클로스 기재 무기계 수지판으로 이루어지는 단열재에 접하고, 그 이외는 공간부(대기)(221)에 향하고 있다. 단열재, 대기, PFA의 각 열전도율을 고려하면, 「단열재의 열전도율<대기의 열전도율<PFA의 열전도율」이기 때문에, 환상 히터(214)로부터 방사되는 적외선(열선)이 PFA(용착 이음매(200), 튜브(213))에 흡수된 경우는 PFA 외부, 즉 이음매 본체부(203)의 바깥으로 방열하기 어렵다. 따라서, 외주 플랜지(210)의 두께가 두꺼운 두께(243)보다 클 경우는 환상 히터(214)의 열을 흡수하기 쉽고, 흡수된 열이 이음매의 메인 관 단부(201(241))로 이동하여, 메인 관 단부(201(241))의 이상 변형을 발생시킬 가능성이 있다. 고로, 외주 플랜지(210)의 두께는 환상 히터(214)의 제 2 측벽(220)의 위치 결정을 할 수 있을 정도로 얇은(낮은) 편이 바람직하고, 위치 결정의 확실함을 고려하면 가능한 한 두꺼운 두께(243)와 동일 정도로 하는 것이 바람직하다.

〔실시예 4〕

실시예 4에 의한 용착 이음매(250)는 도 15의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 이음매 본체부(203)에, 메인 관 단부(201(241))와 서로 동일 구조이고 또한 축심(225p(255))과 직교(교차의 일예)하는 축심(225q(255))을 갖는 제 2 관 단부(222(241))가 접속되는 L자형의 것이다. 엘보 관이라고도 불리는 이 L자형 용착 이음매(250)는 실시예 3에 의한 T자형 용착 이음매(200)의 메인 관 단부(201(241))와 동일한 관 단부(201(241))와, 실시예 3에 의한 T자형 용착 이음매(200)의 분기 관 단부(202(241))와 동일한 제 2 관 단부(222(241))를 갖고 있고, 동일 개소에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명이 이루어진 것으로 한다.

〔본 발명에 관한 다른 실시예〕

제 2 측벽(220)이 끼워 넣어지는 오목홈(244)으로서는, 예를 들면, 4개소나 6개소라고 하는 원호형상의 돌기부(210)가 둘레방향으로 간헐적으로 배열되어 이루어지는 간헐 둘레홈(원호 오목홈)이라도 좋고, 돌기부(210)는 정팔각형이라고 하는 원형 이외의 형상을 취하는 것도 가능하다. 용착 장치(230)의 제 2 측벽(220)으로서, 돌기부(210)를 걸쳐 끼워 맞추는 コ자 단면 형상을 구비하는 것으로서, 도 11 등에 나타내는 오목홈(244)의 폭을 더욱 좁게 하는 구조도 가능하고, 그렇게 하면 축심(225p)방향에 있어서의 관 단부(241)의 가일층 단축화도 가능하다.

이하에, 본 발명에 의한 수지관 용착 장치 및 수지관 용착 방법의 실시형태를 도면(도 16∼도 21)을 참조하면서 설명한다.

〔실시예 5〕

수지관 용착 장치(300)는 도 16∼도 18에 나타내는 바와 같이, 다리부(303)를 구비하는 하부 구조체(301K)와, 이것에 횡방향의 축심(325)에서 선회가능하게 지지되는 상부 구조체(301J)를 갖는 용착 장치 본체(301), 및 이것과는 별체의 클램프(튜브 홀딩구)(302)로 구성되어 있다. 이 용착 장치(300)는 용착 이음매(304)의 단부와 튜브(311)의 단부를 서로 삽입된 부분인 접합부(330)를 가열해서 용융 일체화시키는 것이다. 용착 장치 본체(301)는 튜브(311)를 외부에서 둘러싸서 걸어 고정(파지)하는 클램프(302)와, 튜브(311)에 삽입되어 있는 용착 이음매(304)를 끼워 넣어 지지하는 것으로 구성되어 있다(도 18 참조).

용착 장치 본체(301)는 도 16∼도 18에 나타내는 바와 같이, 용착 이음매(304)를 사이에 두고 걸어 고정하는 이음매 홀딩부(305), 클램프(302)를 튜브 긴쪽 방향의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 클램프 홀딩부(306), 이음매 홀딩부(305)와 클램프 홀딩부(306)의 사이에 배치되는 발열부(가열 수단)(307), 상부 구조체(301J)를 하강 요동시킨 닫힘 위치에서 걸림 홀딩하기 위한 버클(308) 등을 갖고 구성되어 있다. 하부 구조체(301K)의 축심(325)측에는 각종 리드 선(323) 등이 꺼내지는 장치 기저부(basal portion)(301A)가 설치되고, 요동 단(반대 축심(325)측)에는 버클(308)을 걸어 고정시키는 걸림편(308a)이 장비되어 있다.

이음매 홀딩부(305), 클램프 홀딩부(걸림부의 일예)(306), 및 발열부(307)의 각각은 하부 구조체(301K)에 편입되는 반 분할 하부(305a, 306a, 307a)와, 상부 구조체(301J)에 편입되는 반 분할 상부(305b, 306b, 307b)로 이루어져 있다. 도 16, 18은 상부 구조체(301J)가 하강 요동해서 버클(308)로 하부 구조체(301K)에 걸어 고정된 용착 작용 상태를 나타내고, 도 17은 상부 구조체(301J)가 상승 요동한 개방 대기 상태를 나타내고 있다. 개방 대기 상태(도 17)는 용착 이음매(304)나 클램프(302)를 용착 장치 본체(301)에 대해 탈착을 실행하는 열림 자세이고, 용착 작용 상태(도 16)는 접합부(330)를 가열해서 용착시키는 닫힘 자세이다.

클램프(302)는 도 16∼도 19에 나타내는 바와 같이, 축심(326)에서 요동 개폐 가능한 상하의 반 분할 홀딩편(302A, 302B)으로 이루어진다. 하부 반 분할 홀딩편(302B)에 있어서의 축심(326)의 반대측 단부에는 클램프(302)를 닫힘 상태로 유지하기 위한 걸림 레버(309)가 선회가능하게 지지 연결되어 있고, 상부 반 분할 홀딩편(302A)에 있어서의 축심(326)의 반대측 단부에는 걸림 레버(309)의 동부(胴部; trunk portion)(309a)를 삽입시켜 그것보다 대직경의 헤드부(309b)를 걸어 고정시키기 위한 세로홈(310)이 형성되어 있다. 또, 양쪽 반 분할 홀딩편(302A, 302B)에는 튜브(311)를 외부에서 둘러싸서 홀딩하는 파지부(312)를 형성하는 반 분할 내주면(312A, 312B), 및 환상 융기(313)(후술)를 형성하는 반 분할 융기(313A, 313B)가 형성되어 있다.

도 16, 19는 상부 반 분할 홀딩편(302A)이 하강 요동해서 걸림 레버(309)로 하부 반 분할 홀딩편(302B)에 걸어 고정된 파지 작용 상태이고, 도 17은 상부 반 분할 홀딩편(302A)이 상승 요동한 연결 개방 상태를 나타내고 있다. 연결 개방 상태(도 17)는 튜브(311)를 클램프(302)에 대해 탈착을 실행하는 열림 자세이고, 파지 작용 상태(도 16)는 튜브(311)를 파지부(312)로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정(파지)하는 닫힘 자세이다. 또한, 각 홀딩편(302A, 302B)에 있어서의 본체 부분과 환상 융기(313)의 사이의 부분은 축심(327)방향에서 약간의 거리를 갖는 환상의 틈새 홈(clearance groove)(313C)에 형성되어 있다.

용착 이음매(304)는 도 18∼20에 나타내는 바와 같이, 튜브(311)를 내부에서 끼우게 하는 삽입 내주부(315), 및 홀더(후술)(314)를 외장시키는 장착 외주면(316)을 구비하는 관 단부(304A), 관 단부(304A)로부터 축심(328)방향(축심(327)방향)에서 용착 이음매(304)로서의 안쪽측에 약간 떨어진 개소에 형성되는 환상 돌기(304B), 및 내부 유로(304a)를 갖는 불소 수지(합성 수지의 일예)제의 통형상체이다. 홀더(314)는 일단에 직경 외측으로 돌출한 환상의 두꺼운 두께 단부(314A)를 갖는 기본 두께가 얇고 불소 수지제의 통형상 부재이며, 용착 이음매(304)의 장착 외주면(316)에 외부 끼움 장착되어 사용된다.

튜브(311)는 도 18∼20에 나타내는 바와 같이, 용착 이음매(304)의 내부 유로(304a)와 동일 직경의 내부 유로(311a)를 갖는 불소 수지제(합성 수지의 일예)의 관형상체이다. 그 용착 이음매(304)에의 삽입측으로 되는 튜브 단부(311A)의 단면(311t)은 미리 절삭 가공 등에 의해, 튜브 축심(327)에 대해 정확히 90도를 나타내는 수직면에 형성되어 있다. 튜브 단부(311A)와, 이것이 삽입되어 있는 관 단부(304A)에 의해, 이들 양자(311A, 304A)가 용착에 의해서 일체화되기 위해 접합부(330)를 구성하고 있다.

이상에 의해, 용착 장치(300)는 튜브(311)를 그 단에서 소정 거리(333) 떨어진 개소에 있어서 외부에서 둘러싸서 걸림 가능한 클램프(302)와, 클램프(302)를 튜브(311)의 긴쪽 방향의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 용착 장치 본체(301)와, 이들 양자(302, 301)의 상대 위치를 정하는 위치 결정 수단(321)을 갖고 있고, 합성 수지제 용착 이음매(304)의 관 단부(304A)와 합성 수지제 튜브(311)의 튜브 단부(311A)가 끼워 맞춰져 이루어지는 접합부(330)에 외부에서 둘러싸는 발열부(307)를 갖고, 발열부(307)의 발열에 의해서 접합부(330)를 가열 용융시켜 관 단부(304A)와 튜브 단부(311A)의 용착 일체화가 가능하게 구성되어 있다.

클램프(302)와 용착 장치 본체(301)를 상대 걸어 고정시키는 클램프 홀딩부(306)에 있어서의 클램프(302)와 용착 장치 본체(301)의 축심(327)방향(튜브 긴쪽 방향)의 상대 위치를 정하는 위치 결정 수단(321)은, 서로 끼워 맞춤 가능한 환상 융기(313)와 환상 오목홈(317)을 클램프(302)와 용착 장치 본체(301)에 분배해서 배비하는 것으로 구성되어 있다. 실시예 5에 있어서는 클램프(302)에 측쪽 돌출 상태로 환상 융기(313)가, 그리고 용착 장치 본체(301)의 클램프 홀딩부(306)에 환상 오목홈(317)이 각각 형성되어 위치 결정 수단(321)이 구성되어 있다. 예를 들면, 용착 장치 본체(301)에 거기로부터 측쪽 돌출 상태로 환상 융기를 설치하고, 또한 클램프(302)에 환상 오목홈을 설치하는 수단도 가능하지만, 그 경우에는 도 18, 20에 나타내는 실시예 5의 경우의 구조의 것에 비해, 장치(300)로서의 폭 치수의 비대화를 초래하기 쉽다.

도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이, 용착 이음매(304)를 그 축심(328)방향에서의 위치가 정해지는 상태로 용착 장치 본체(301)에서 외부에서 둘러싸서 홀딩시키는 위치 결정 기구(322)가 장비되어 있다. 즉, 위치 결정 기구(322)는 용착 이음매(304)에 형성되어 있는 환상 돌기(304B)와, 용착 장치 본체(301)의 이음매 홀딩부(305)에 형성되어 있는 환상 홈(318)으로 구성되어 있다. 즉, 환상 돌기(304B)가 환상 홈(318)에 끼워 넣어져 있으면, 환상 돌기(304B)의 안쪽측 측둘레면(304b)과 관 단면(304t)의 축심(328)방향 간격(331)이 환상 홈(318)의 외측 둘레면(318a)으로부터의 축심(328)방향의 돌출 길이로서 정해지도록 되어 있다.

다음에, 용착 장치(300)를 이용한 용착 방법에 대해 설명한다. 우선, 열림 자세 또는 닫힘 자세로부터 약간 연 자세의 클램프(302)에 튜브(311)를 통과하고 나서, 상부 반 분할 홀딩편(302A)을 하강 요동시키는 동시에, 걸림 레버(309)를 세로홈(310)에 집어 넣고, 도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 클램프(302)로 튜브(311)를 외부에서 둘러싸서 걸어 고정(파지)하는 파지 공정을 실행한다. 이때, 환상 융기(313)의 단면(313a)과 튜브 단면(311t)의 축심(327)방향 간격이 소정의 값(333)으로 되도록 하는 치수 세트 공정도 실행된다. 환상 융기(313)의 폭 치수(축심(327)방향 치수)는 334로 설정되어 있으므로, 환상 융기(313)의 내측 측면(313s)과 튜브 단면(311t)의 간격 치수(축심(327)방향 치수)는 333+334로 된다.

치수 세트 공정은 예를 들면, 도 19의 (a)에 참고로서 나타내는 바와 같이, 설정 지그(319)를 이용하면 형편이 좋으며, 튜브 단면(311t)이 제 1 맞닿음면(319a)에 맞닿고, 또한 단면(313a)이 제 2 맞닿음면(319b)에 맞닿게 해서 튜브(311)를 꽉 끼우면, 클램프(302)로 튜브(311)를 그 돌출량이 소정값(333)으로 되는 상태로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정(파지)하는 것을 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 환상 융기(313)의 내측 측면(313s)과 튜브 단면(311t)의 간격(333+334)을 직접 측정하는 지그를 이용해서 치수 세트 공정을 실행하는 방법이라도 좋다.
다음에, 튜브(311)에 있어서의 환상 융기(313)로부터의 돌출 단부에, 이미 홀더(314)가 외장되어 있는 용착 이음매(304)를 삽입해서 외부에서 끼우게 하고, 도 19의 (b)에 나타내는 바와 같이, 관 단부(304A)가 튜브 단부(311A)에 외장되고 용착 이음매(304)와 튜브(311)를 끼워 맞춰 임시 연결시키는 이음매 삽입 공정을 실행한다. 이때, 일단, 관 단부(304A) 내부의 단차측면(304c)에 튜브(311)의 단면(311t)이 맞닿을 때까지 삽입해 둔다. 이 단면(311t)과 단차측면(304c)이 맞닿는 상태에서의 용착 이음매(304)와 튜브(311)의 끼워 맞춤 길이는 335이다.

삭제

임시 연결이 끝나면, 도 20에 나타내는 바와 같이, 용착 이음매(304)의 환상 돌기(304B)를 이음매 홀딩부의 반 분할 하부(305a)의 환상 홈(318)에 끼워 넣고, 또한 클램프(302)의 환상 융기(313)(하부 반 분할 융기(313B))를 클램프 홀딩부(306)의 반 분할 하부(306a)에 끼워 넣는 상태에서, 클램프(302)를 따른 튜브(311)와 용착 이음매(304)의 임시 연결체를 하부 구조체(301k)에 탑재 홀딩시키는 장전 공정을 실행한다.

여기서, 환상 홈(318)의 외측 둘레면(318a)과 환상 오목홈(317)의 외측 둘레면(317a)의 간격(축심(328)방향 치수)(336)은 단면(311t)과 단차측면(304c)이 맞닿는 정규의 삽입 상태(환언하면, 환상 융기(313)로부터의 튜브 단부(311A)의 돌출량이 333인 상태)일 때의 환상 돌기(304B)의 안쪽측 측둘레면(304b)과 환상 융기(313)의 내측 측면(313s)의 간격 치수〔축심(328(327))방향의 치수〕와 동등하고, 또는 극히 근소하게 작게 설정되어 있다. 즉, 치수(336)=치수(331)+치수(333)+치수(334)-치수(335)로 설정되어 있다.

그리고, 장전 공정의 다음에는, 상승 요동해서 열림 자세에 있는 상부 구조체(301J)를 하강 요동 이동시키는 동시에 버클(308)을 걸림 동작시키고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 용착 장치 본체(301)에 클램프로 외부에서 둘러싸서 홀딩되어 있는 튜브(311) 및 용착 이음매(304)를 장착시켜 용착 가능 상태로 하는 장착 공정을 실행한다. 그로부터, 홀더(314)에 외부에서 끼워진 상태로 되어 있는 발열부(307)에 통전해서 발열시키고, 홀더(314)를 통해 접합부(330)를 가열해서 용융시키며, 튜브 단부(311A)와 관 단부(304A)를 용착 일체화하는 용착 공정을 실행하는 것이다.

즉, 튜브(311)를 외부에서 둘러싸서 고정 가능한 클램프(302), 및 클램프(302)를 튜브(311)의 긴쪽 방향의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 용착 장치 본체(301)를 준비하고, 튜브(311)를 그 단(단면(311t))에서 소정 거리(333) 떨어진 개소에 있어서 클램프(302)로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정시키고, 튜브(311)가 파지되어 있는 클램프(302)를 용착 장치 본체(301)에 걸어 고정시킨 상태에서 접합부(330)를 가열 용착시키는 수지관 용착 방법이다. 본 용착 방법에 있어서는 파지 공정(치수 세트 공정을 포함함)→이음매 삽입 공정→장전 공정→장착 공정→용착 공정으로 된다.

물론, 용착 공정이 끝나면, 상부 구조체(301J)를 상승 요동해서 클램프(302)를 수반하는 이음매 일체품(서로 용착된 용착 이음매(304)와 튜브(311))을 꺼내는 추출(꺼냄) 공정, 및 이음매 일체품으로부터 클램프(302)를 떼어내는 클램프 제거 공정이 실행된다. 이들 추출 공정 및 클램프 제거 공정은 특별히 설명하지 않으면 이해할 수 없다고 하는 복잡한 공정이 아니므로, 이 정도의 기재로 한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 수지관 용착 장치(300) 및 용착 방법에 의하면, 튜브(311)를 규정대로 클램프(302)에 예비 조립해 두면, 도 20에 나타내는 장전 공정 이후에 있어서는, 튜브 단면(311t)과 단차측면(304c)이 반드시 맞닿는 정규의 삽입 상태에서 용착할 수 있는 것으로 된다. 종래에서는 튜브의 확인 삽입 공정이라고 하는 여분의 공정이 필요함에도 불구하고, 그 확인 삽입 공정의 불비, 또는 튜브를 외부에서 둘러싸서 홀딩시키는 세트 공정의 실수에 의해서 튜브 단면과 단차측면이 떨어진 채 용착되어 버릴 우려가 있다고 하는 결점이 있었지만, 본 발명에서는 튜브(311)를 용착 장치 본체(301)에 세트하는 시점에 있어서의 그와 같은 부적합은 생기지 않는다.

즉, 튜브(311)를 클램프(302)로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정시킬 때에 규정의 돌출량(333)으로 설정하기만 하면, 그 후에 있어서의 튜브(311)의 클램프(302)로부터의 돌출량의 확인 작업을 일체 불필요하게 하면서, 확실하고 신속하게 용착 일체화할 수 있는 것이다. 종래에서는 튜브 단면과 단차측면이 초기대로의 상태가 되어 있는지 아닌지를, 용착 장치에서 튜브를 사이에 두고 걸어 고정시킨 후에 있어서 확인하는 것이 불가능했지만, 본 발명에서는 튜브(311)를 클램프(302)로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정(파지)한 후에도, 이음매 삽입 공정까지의 사이에 있어서는, 튜브 단부(311A)의 돌출량이 333이 되어 있는지의 재확인이 가능한 점에서도 바람직한 것이다.

그런데, 튜브(311)의 단면(311t)은 정확한 치수를 낼 수 있도록, 용착 장치(300)에 걸리기 전에, 전용의 가공기 등에 의해, 튜브 단면(311t)을 튜브 축심(327)에 대해 수직이고 편평한 면으로 마무리 가공되는 것이고, 그때는 튜브(311)를 클램프 지그(클램프)에서 클램프(파지)하고, 그 클램프 지그를 가공기에 세트 홀딩시킨 상태에서 단면 가공이 이루어진다. 본 발명에 있어서는 용착 장치 본체(301)의 형상이나 구조 고안에 의해, 그 클램프 지그를 용착 장치(300)에 있어서의 클램프(302)로서 사용할 수 있도록 겸용시키고 있으므로, 전용의 지그를 1개 줄일 수 있고, 비용 인하나 관리비의 절감에도 기여할 수 있다.

1; 튜브 1T; 단부
2; 이음매 본체 2T; 관 단부
3; 홀더 4; 가열 수단
12; 플랜지 13; 홀더 외주면
35; 축심
41; 팽창용 간극, 직경방향 간극 103; 발열부
104; 관 단부 105; 튜브
106; 단부 107; 내주면
109; 전열 케이스 110; 발열 소자(코일 히터)
118; 접합부 119; 지점
120; 용착 이음매 134; 반 분할 히터
203; 이음매 본체부 203a; 단면
210; 돌기부(환상 융기) 213; 튜브
213a; 단부 214; 발열 수단
255; 축심 241; 관 단부
243; 이음매 본체부의 두께 244; 오목홈(둘레형상 오목홈)
240; 관 단부의 두께 301; 용착 장치 본체
302; 클램프 304; 용착 이음매
304A; 관 단부 306; 걸림부
307; 발열부 311; 튜브
311A; 튜브 단부 311t; 튜브 단면
313; 환상 융기 317; 환상 오목홈
321; 위치 결정 수단 327; 튜브 축심
330; 접합부

Claims

합성 수지제 튜브의 단부가 끼워 맞춰 삽입되는 관 단부를 갖고, 상기 관 단부를 외부에서 둘러싸는 가열 수단의 가열에 의해서 상기 관 단부와 이것에 끼워 맞춰 삽입되어 있는 상기 단부의 용착이 가능하게 구성되어 있는 합성 수지제의 용착 이음매로서,
상기 관 단부에 외부 끼움 장착되는 합성 수지제의 홀더를 설치하고, 상기 홀더에, 상기 가열 수단과의 사이에 직경방향의 팽창용 간극을 확보하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 플랜지는 상기 홀더의 축심방향에서 이음매 안쪽측단에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 플랜지의 직경방향 두께는 상기 홀더에 있어서의 상기 플랜지 이외의 부분의 직경방향 두께의 1.4∼15배로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 홀더의 축심방향 길이는 상기 플랜지의 축심방향 길이의 2∼10배로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 홀더를 형성하는 합성 수지로서, 상기 관 단부를 형성하는 합성 수지의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖는 것으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 관 단부에 계속되는 직통 외형 형상의 이음매 본체부를 더 갖고,
상기 이음매 본체부의 두께를 상기 관 단부의 두께보다 두껍게 하는 두께차를 마련하고, 상기 이음매 본체부에 있어서의 상기 관 단부와의 경계선에 상기 두께차에 의한 환상의 단면이 형성되는 동시에, 상기 관 단부의 외주면을 저면으로 하고 상기 단면과의 사이에 오목홈을 형성하는 돌기부가 상기 관 단부에 일체적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 6 항에 있어서,
상기 돌기부는 상기 관 단부의 축심에 관한 환상 융기이고, 상기 이음매 본체부의 단면과의 사이에 둘레형상 오목홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 6 항에 있어서,
상기 관 단부와 서로 동일 구조이고 또한 서로 동일 축심을 갖는 제 2 관 단부와, 상기 관 단부와 서로 동일 구조이고 또한 상기 축심과 교차하는 축심을 갖는 제 3 관 단부가 상기 이음매 본체부에 접속되어, 용착 이음매가 T자형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 6 항에 있어서,
상기 관 단부와 서로 동일 구조이고 또한 상기 관 단부의 축심과 교차하는 축심을 갖는 제 2 관 단부가 상기 이음매 본체부에 접속되어, 용착 이음매가 L자형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
제 6 항에 있어서,
용착 이음매는 불소 수지제로 구성되는 것을 특징으로 하는 용착 이음매.
청구항 1에 기재된 용착 이음매의 용착에 이용되는 용착 장치로서,
상기 가열 수단을 구비하고 있고,
상기 가열 수단은,
상기 용착 이음매의 관 단부와 상기 튜브의 단부가 끼워 맞춰져 이루어지는 접합부를 가열 용착하기 위해 해당 접합부를 외부에서 둘러싸는 동시에,
접합부 가열용으로 반원형의 내주면을 갖는 반 분할 히터의 한 쌍을 둘레방향에 배치하는 환상의 것으로 이루어지고, 상기 반 분할 히터는 절연 열전도 재료제이며 반원형을 나타내는 전열 케이스와, 상기 전열 케이스의 둘레방향 일단부에 있어서 외부로 꺼내지고, 또한 둘레방향 타단에 있어서 되꺾이는 상태에서 상기 전열 케이스에 수용되는 발열 소자를 갖고 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 반 분할 히터끼리는 서로의 상기 일단부측 또는 상기 타단부측에 설치한 지점 주변에서 요동 개폐 가능하며 선회가능하게 지지 연결되어 있고, 상기 접합부의 상기 가열 수단에의 출입을 허용하기 위해 서로 개방 요동한 개방 상태와, 상기 내주면이 상기 접합부를 외부에서 둘러싸서 가열하기 위해 서로 폐쇄 요동한 폐색 상태의 전환이 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 지점은 상기 반 분할 히터 각각의 일단부측에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 발열 소자는 코일 히터인 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 전열 케이스의 상기 절연 열전도 재료는 세라믹인 것을 특징으로 하는 용착 장치.
청구항 1에 기재된 용착 이음매의 용착에 이용되는 용착 장치로서,
상기 가열 수단과, 상기 튜브를 그 튜브 단면에서 소정 거리 떨어진 개소에 있어서 외부에서 둘러싸서 걸림 가능한 클램프와, 상기 클램프를 상기 튜브 긴쪽 방향에서의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 용착 장치 본체를 갖는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 클램프와 상기 용착 장치 본체를 상대 걸어 고정시키는 걸림부에 있어서의 상기 클램프와 상기 용착 장치 본체의 튜브 긴쪽 방향의 상대 위치를 정하는 위치 결정 수단은, 서로 끼워 맞춤 가능한 환상 융기와 환상 오목홈을 상기 클램프와 상기 용착 장치 본체에 분배해서 배비하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 위치 결정 수단은 상기 클램프에 형성되는 상기 환상 융기와 상기 용착 장치 본체에 형성되는 상기 환상 오목홈으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 클램프는 상기 튜브 단면을 튜브 축심에 대해 수직이고 편평한 면으로 마무리 가공하는 경우에 이용되는 클램프로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용착 장치.
합성 수지제 용착 이음매의 관 단부와, 상기 관 단부에 끼워 맞춰 삽입되는 합성 수지제 튜브의 단부를, 상기 관 단부를 외부에서 둘러싸는 상태로 배치되는 환상 히터에 의한 가열에 의해서 용착시키는 용착 이음매의 용착 방법으로서,
상기 관 단부에 합성 수지제의 홀더를 외부 끼움 장착하고, 그 홀더 외주면과의 사이에 소정의 직경방향 간극을 둔 상태에서 상기 환상 히터를 배치해서 가열시키는 것을 특징으로 하는 용착 이음매의 용착 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 튜브를 외부에서 둘러싸서 걸림 가능한 클램프, 및 상기 클램프를 상기 튜브 긴쪽 방향의 상대 위치가 정해지는 상태에서 걸림 가능한 용착 장치 본체를 준비하고,
상기 가열 전에, 상기 튜브를 그 튜브 단면에서 소정 거리 떨어진 개소에 있어서 상기 클램프로 외부에서 둘러싸서 걸어 고정시키고, 상기 튜브가 걸어 고정되어 있는 상기 클램프를 상기 용착 장치 본체에 걸어 고정시키는 것을 특징으로 하는 용착 이음매의 용착 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 클램프로서, 상기 튜브 단면을 튜브 축심에 대해 수직이고 편평한 면으로 마무리 가공하는 경우에 이용되는 클램프를 겸용하는 것을 특징으로 하는 용착 이음매의 용착 방법.
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