JPH08156102A - 熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置 - Google Patents

熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置

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JPH08156102A
JPH08156102A JP32925194A JP32925194A JPH08156102A JP H08156102 A JPH08156102 A JP H08156102A JP 32925194 A JP32925194 A JP 32925194A JP 32925194 A JP32925194 A JP 32925194A JP H08156102 A JPH08156102 A JP H08156102A
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tubular
parts
tubular parts
melting
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長政 山田
Kaoru Onizuka
薫 鬼塚
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NIPPON GURIISU NITSUPURU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶着のための全ての工程を連続的に円滑に
行うことができ、厄介な熟練度をほとんど必要としな
い。 【構成】 一対の熱溶着可能な樹脂製管状部品（以
下、管状部品という）を保持させる一対のクランプ部
と、管状部品を一対のクランプ部により保持させる際、
一対の管状部品の端面を突き当てるための突当部と、一
対のクランプ部によりクランプされた管状部品の端面
を、管状部品の軸線に対して直角方向に平らな面になる
よう切削させる切削部と、この切削された平らな面をほ
ぼ等しい溶融深さに溶融させる溶融部とを含み、切削
部、突当部および溶融部とは、回転盤に回転方向に所定
の間隔をもって配設され、溶融された一方の管状部品
を、他方の管状部品側に相対的に近づけて互いに溶着さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに対向する一対の
熱溶着可能な樹脂製の管状部品を突き合わせて自動溶着
させる装置に係り、特に、例えばポリフロロアルコキ
シ、ポリビニリデンフルオロライドなどのフッ素樹脂、
ポリフェニレンサルファイドやポリエーテルエーテルケ
トンなどのスーパーエンジニアリングプラスチックなど
の熱可塑性樹脂製配管材料を互いに突き合わせて自動溶
着する熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、耐薬品性、クリーン度などから薬
品、食品、半導体産業、バイオテクノロジー、化学工
業、住宅、ガス等の分野でより高品質の樹脂の要求が高
まり、例えばポリフロロアルコキシ、ポリビニリデンフ
ルオロライドなどのフッ素樹脂、ポリフェニレンサルフ
ァイドやポリエーテルエーテルケトンなどのスーパーエ
ンジニアリングプラスチックなどが配管材料として使用
されるようになった。
【０００３】その配管の施工方法としては、配管材料の
端面をフレアーに加工し、フランジ接続とするか、また
はフイッティング（継手）を使用して接続するのが一般
的であった。
【０００４】しかしながら、この施工方法では、施工が
高価になる上、液漏れの危険性やクリーン度の保持が難
しいなどの問題点があった。
【０００５】この問題点を解決するため、熱可塑性樹脂
製配管材料の溶着による施工方法が注目されるようにな
り、いくつかの溶着装置が開発されている。
【０００６】すなわち、従来の技術においては、溶着の
基本的工程としてパイプなどの端面を平らでパイプの軸
線に対し直角に成形する工程と、成形した端面をヒータ
により溶融する工程と、ヒータを外しパイプなどの端面
同士を押しつける工程と、保持冷却する工程とからなっ
ている。
【０００７】また、例えば特開平４ー２２９２３１号公
報に示すように、特にプラスチック製管状部品を突き合
わせ溶接する装置において、軸方向に部品を保持するチ
ャック装置と、接触することなく熱線により部品の端部
を加熱する加熱装置とを備え、前記加熱装置は、セラミ
ック被覆層により被覆された電気的に加熱可能な金属板
の加熱素子を備えているものがあった。
【０００８】また、特開平３ー９２３３５号公報に示す
ように、熱可塑性材料からなる管状部材の外側周囲に配
置された支持筒および前記管状部材の内側周囲に配置さ
れた支持装置を備え、さらに前記支持筒および前記支持
装置によって周囲を包囲されている前記管状部材を構成
する熱可塑性材料を溶融するための加熱装置を備える管
状部材の溶着装置において、前記加熱装置は少なくとも
１個の第１赤外線加熱源を備え、前記支持筒が赤外線透
過性材料から構成されているものがあった。
【０００９】さらにまた、他の公知例として特公平３ー
４３０５４号公報、特開６３ー１０４８２４号公報など
に示すような溶着装置があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の溶着の基本的工程では、これらの工程をそれぞれ
別々に施工しなければならなかったり、また適正な溶融
状態を得るために、ヒータ温度、環境温度及び材料の特
性などを厳格に制御しなければならなかった。
【００１１】例えば特開平４ー２２９２３１号公報に示
す公知例では、加熱装置が電気的に加熱可能な金属板の
加熱素子にセラミック被覆層を被覆したものであるた
め、セラミック被覆層がほぼ均一に加熱されるまでにか
なりの時間を要する欠点を有していた。
【００１２】セラミック被覆層における若干の温度のバ
ラツキにより、加熱装置とプラスチック製管状部品との
間隙を広くせざるを得なかった。
【００１３】このため、セラミック被覆層の表面温度を
かなりの高温（例えば１１００℃以上）にする必要があ
った。そのため、プラスチック製管状部品の端面を溶融
するのに必要な温度までセラミック被覆層を加熱する時
間は、さらに大きくなっていた。
【００１４】また、前記のような高温にすると、端面の
表面のみが溶融し適正な溶着に必要な溶融深度がとれな
いものであった。
【００１５】さらに、特開平３ー９２３３５号公報に示
す公知例では、前記第１赤外線加熱源や前記支持筒を必
要とし、装置が複雑となり、取扱いも厄介となり、高価
となるものであった。
【００１６】本発明は、上述したような従来技術の課題
に鑑みてなされたものであり、互いに対向する一対の熱
溶着可能な樹脂製の管状部品を突き合わせて自動溶着す
るための全ての工程（突当、固定、切削、溶融、結合、
冷却）を連続的に円滑に行うことができ、厄介な熟練度
を全く必要としない熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動
溶着装置を堤供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の熱溶着可能な樹
脂製管状部品の自動溶着装置は、前記目的を達成するた
め、互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂製の管状部
品を突き合わせて溶着させる装置において、前記一対の
管状部品をそれぞれ保持させる一対のクランプ部と、前
記一対の管状部品を一対のクランプ部によりそれぞれ保
持させる際、前記一対の管状部品の端面をそれぞれ突き
当てるための突当部と、これら一対のクランプ部により
それぞれクランプされた一対の管状部品のそれぞれの端
面を、これら管状部品の軸線に対して直角方向に平らな
面になるよう切削させる切削部と、この切削部により切
削された平らな面をほぼ等しい溶融深さに溶融させる溶
融部とを含み、前記切削部、突当部および溶融部とは、
割出駆動される回転盤に回転方向に所定の間隔をもって
配設されてなり、前記溶融部により溶融された少なくと
も一方の管状部品を、前記溶融部により溶融された他方
の管状部品側に相対的に近づけて互いに溶着させるよう
にしたものである。
【００１８】本発明の他の態様として、互いに対向する
一対の熱溶着可能な樹脂製の管状部品を突き合わせて溶
着させる装置において、前記一対の管状部品をそれぞれ
保持させる一対のクランプ部と、前記一対の管状部品を
一対のクランプ部によりそれぞれ保持させる際、前記一
対の管状部品の端面をそれぞれ突き当てるための突当部
と、これら一対のクランプ部によりそれぞれクランプさ
れた一対の管状部品のそれぞれの端縁を、外周から内周
に向けてほぼ全体的にメン取り切削させる切削部と、こ
の切削部によりメン取り切削された端縁をほぼ等しい溶
融深さに溶融させる溶融部とより構成し、前記切削部、
突当部および溶融部とは、割出駆動される回転盤に回転
方向に所定の間隔をもって配設されてなり、前記溶融部
により溶融された少なくとも一方の管状部品を、前記溶
融部により溶融された他方の管状部品側に相対的に近づ
けて互いに溶着させるようにしたものである。
【００１９】また、本発明の好ましい実施例として、前
記溶融部は、一対の赤外線透過性のガラス板によりサン
ドウイッチ状に挟まれたヒータを有し、前記一対のクラ
ンプ部でクランプされた一対の管状部品間に挿入される
前に予備加熱し、所定の温度に予備加熱された後、前記
一対のクランプ部でクランプされた一対の管状部品間に
挿入されるように構成されている。
【００２０】また、本発明の好ましい実施例として、前
記一対のクランプ部は、それぞれ２ケ所で管状部品を固
定するように構成されている。
【００２１】また、本発明の他の好ましい実施例とし
て、前記切削部の下部に、管状部品の端面切削成形時に
発生する切粉を収納するトレイを配設している。
【００２２】さらにまた、本発明の他の好ましい実施例
として、溶融時に発生するガスを吸引させる集気ダクト
を装置上方に設置したフードの後方上部に配設してい
る。
【００２３】
【作用】回転盤を割出駆動し、突当部が一対のクランプ
部によりそれぞれクランプされた一対の管状部品の中間
に位置するようにする。次に、互いに対向する一対の熱
溶着可能な樹脂製の管状部品を一対のクランプ部により
それぞれ保持させる。
【００２４】前記一対の管状部品を一対のクランプ部に
よりそれぞれ保持させる際、一対の管状部品の端面を突
当部によりそれぞれ突き当てる。
【００２５】回転円盤を割出駆動し、切削部が一対のク
ランプ部によりそれぞれクランプされた一対の管状部品
の中間に位置するようにする。次に、一対の管状部品の
それぞれの端面を、切削部によりこれら管状部品の軸線
に対して直角方向に平らな面になるよう、又は、外周か
ら内周に向けてほぼ全体的にメン取りするよう切削させ
る。回転円盤を割出し駆動し、溶融部が一対のクランプ
部によりそれぞれクランプされた一対の管状部品の中間
に位置するようにする。
【００２６】この切削部により切削された面を、ヒーテ
ィングするのに必要な位置まで移動させ、しかる後、例
えば一対の赤外線透過性のガラス板によりサンドウイッ
チ状に挟まれたヒータを有する溶融部によりほぼ等しい
溶融深さに溶融させる。
【００２７】本発明の好ましい実施例では、溶融部は、
一対のクランプ部でクランプされた一対の管状部品間に
挿入される前に予備加熱し、所定の温度に予備加熱され
た後、前記一対のクランプ部でクランプされた一対の管
状部品間に挿入されるように構成されている。
【００２８】回転円盤を割出駆動し、一対のクランプ部
によりそれぞれクランプされた一対の管状部品の中間に
何も存在しないようにする。そして、この溶融部により
溶融された少なくとも一方の管状部品を、前記溶融部に
より溶融された他方の管状部品側に相対的に近ずけて互
いに溶着させる。
【００２９】前記切削部、突当部および溶融部とは、回
転盤に回転方向に所定の間隔をもって配設されているた
め、一対の管状部品のそれぞれの端面は、芯ずれを発生
させることなく確実に自動溶着することができる。
【００３０】
【実施例】以下、図１〜図１８を用いて本発明に係る熱
溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置の一実施例に
ついて詳細に説明する。
【００３１】図１は、本発明に係る熱溶着可能な樹脂製
管状部品の自動溶着装置の、基本的な概略外観斜視図、
図２は同正面図、図３は同左側面図、図４は同右側面図
である。
【００３２】本発明の熱溶着可能な樹脂製管状部品の自
動溶着装置は、互いに対向する一対の熱溶着可能な熱可
塑性樹脂製管状部品１２，１２ａ（以下、「管状部品」
と称す）をそれぞれ保持させる一対のクランプ部１０，
１１（図５，図６）と、一対のクランプ部１０，１１に
よりそれぞれクランプされた一対の管状部品１２，１２
ａのそれぞれの端面を、管状部品１２，１２ａの軸線に
対して直角方向に平らな面になるよう、又は、外周から
内周に向けてほぼ全体的にメン取りするよう切削させる
切削部２６（図９，図１０）と、この切削部２６により
切削された端面を溶融させる一対の赤外線透過性のガラ
ス板によりサンドウイッチ状に挟まれたヒータを有する
溶融部３６（図１２，図１３）とを具備し、この溶融部
３６により溶融された一方の管状部品を、前記溶融部３
６により溶融された他方の管状部品側に相対的に近ずけ
て互いに溶着させるようにしたものである。
【００３３】クランプ部１０，１１は、同一の構成を有
し、それぞれ、次のように構成されている。なお、一方
のクランプ部１０は、機体１４の支持アーム１４ａ上に
固定されて移動しないようになっており、他方のクラン
プ部１１は、機体１４に対し一方のクランプ部１０の方
向に往復移動可能に取り付けられている支持アーム１１
ｂに固定されている。図示されていないが、クランプ部
１０，１１にクランプされた一対の管状部品１２，１２
ａの軸方向位置の微調整のために、クランプ部１０及び
／又は１１を機体１４に微移動可能に取り付けることも
できる。
【００３４】一方のクランプ部１０（固定側）は、機体
１４上に固定されている十字状に配置した４個の円弧形
状底面部１６ａを有する四角形の管状部品受部１６と、
この管状部品受部１６に載置させた管状部品１２を上方
から保持固定する管状部品受部１６に枢着されたクラン
プ部材１８とより構成されている。
【００３５】このクランプ部材１８は、２つのクランプ
アーム１８ａ，１８ｂとその中央部に介在した連結部材
１８ｃからなるものが、２つ並列して配置されて構成さ
れている。一方のクランプアーム１８ａの一端は管状部
品受部１６に枢着され、その他端は、連結部材１８ｃに
枢着されている。連結部材１８ｃは、また。他方のクラ
ンプアーム１８ｂの一端に枢着されている。他方のクラ
ンプアーム１８ｂの他端は、管状部品受部１６の延長端
に切り込んである切込み部２０に係止させる止め捩子２
２により止着自在に取り付けられている。
【００３６】連結部材１８ｃの下面及び２つのクランプ
アーム１８ａ，１８ｂの連結部材１８ｃに近い側の下面
は、管状部品受部１６の円弧形状底面部１６ａと補合し
て、管状部品１２，１２ａの外周面を強固に保持固定で
きるような形状にされている。
【００３７】他方のクランプ部１１（可動側）は、機体
１４上において軸方向に移動可能に取り付けられている
十字状に配置した４個の円弧形状底面部１７ａを有する
四角形の管状部品受部１７と、この管状部品受部１７に
載置させた管状部品１２ａを上方から保持固定する管状
部品受部１７に枢着されたクランプ部材１９とより構成
されている。
【００３８】このクランプ部材１９は、２つのクランプ
アーム１９ａ，１９ｂとその中央部に介在した連結部材
１９ｃからなるものが、２つ並列して配置されて構成さ
れている。一方のクランプアーム１９ａの一端は管状部
品受部１７に枢着され、その他端は、連結部材１９ｃに
枢着されている。連結部材１９ｃは、また。他方のクラ
ンプアーム１９ｂの一端に枢着されている。他方のクラ
ンプアーム１９ｂの他端は、管状部品受部１７の延長端
に切り込んである切込み部２１に係止させる止め捩子２
３により止着自在に取り付けられている。
【００３９】クランプ部１０およびクランプ部１１によ
れば、Ｉ字形、Ｌ字形、Ｔ字形あるいは十字形のいずれ
の管状部品１２，１２ａをクランプしても、管状部品１
２，１２ａを２ケ所でクランプする、又は１ケ所で管状
部品受部１６、１７が受け且つ１ケ所でクランプするの
で、確実にして安定に保持することが可能となる。すな
わち、管状部品１２，１２ａとしては、管状部品受部１
６，１７が十字状に配置されているため、長尺状のパイ
プ（Ｉ字形）のみならず、図７，図８に示すようなＴ字
形の継手やＬ字形の継手、あるいは十字形の継手に対し
ても同様の強固なクランプを提供することができる。
【００４０】従って、管状部品１２，１２ａのそれぞれ
の端面を切削部２６により切削させても、換言すると、
大きなモーメントが一対の管状部品１２，１２ａにかか
っても、それらの軸線はずれることがない。
【００４１】なお、本発明の実施例では、前記管状部品
１２，１２ａを２ケ所でそれぞれクランプしているが、
必要に応じて１ケ所でもよく、また、３ケ所でもよいこ
と勿論である。
【００４２】機体１４上に固定されている十字状に配置
した円弧形状底面部１６ａを有する四角形の管状部品受
部１６、および機体１４上において軸方向に移動可能に
取り付けられている十字状に配置した円弧形状底面部１
７ａを有する四角形の管状部品受部１７は、管状部品１
２の直径に応じて適合する各種のサイズ（例えば１／２
〜１インチ）のものに交換可能に取り付けられている。
【００４３】図１５及び図１６を参照すると、本発明に
係る自動溶着装置に用いられるクランプ部の他の実施例
が示されている。管状部品１２を挟持するクランプ部５
０は、管状部品１２ａを挟持するクランプ部と同一の構
成を有しているため、以下、クランプ部５０について詳
細に説明する。
【００４４】クランプ部５０は、機体１４に固定された
支持アーム１４ｃに、例えば、ボルト５１によって着脱
自在に固定される。クランプ部５０は、並列して設けら
れた管状部品受部５２、５２を備えている。管状部品受
部５２は、管状部品１２の外周面を受け入れる半円弧状
の受面５２ａを備えている。管状部品受部５２には、ヒ
ンジ軸５３を介してクランプ部材５４が開閉可能に取り
付けられている。クランプ部材５４の管状部品受部５２
に対する面には、半円弧状の押さえ面５４ａが設けられ
ており、半円弧状の受面５２ａと半円弧状の押さえ面５
４ａとにより管状部品１２の外周面が全周に渡って保持
される。管状部品受部５２及びクランプ部材５４は、締
結部材５６によって締結される。
【００４５】本実施例では、管状部品１２は２ケ所でク
ランプ部５０に挟持されるため、管状部品１２の端面の
切削時等においてもしっかりと把持されて動くことがな
く切削面がきれいに仕上がる等の利点を有する。さら
に、並列して設けられた一対の管状部品受部５２及びク
ランプ部材５４の間には、空間が形成されるため、フラ
ンジ１２ａを有する管状部品１２も挟持することができ
る利点を有する。
【００４６】また、管状部品１２の外径に合わせて複数
種類のクランプ部５０を用意しておき、必要に応じて交
換する。これにより、直径の異なる管状部品に対して
も、芯出しなどの面倒な調整作業をすることなく簡単に
対応することができる利点を有する。
【００４７】図１７及び図１８を参照すると、本発明に
係る自動溶着装置に用いられるクランプ部のさらに他の
実施例が示されている。管状部品１２を挟持する一対の
クランプ部６０は、管状部品１２ａを挟持する一対のク
ランプ部と同一の構成を有しているため、以下、一対の
クランプ部６０について詳細に説明する。
【００４８】一対のクランプ部６０は、機体１４に固定
された支持アーム１４ｄにそれぞれ独立に、例えば、ボ
ルト６１によって着脱自在に固定される。各クランプ部
６０は、管状部品１２の外周面を受け入れる水平方向に
解放した半円弧状の受面６２ａを備えた管状部品受部６
２を有している。管状部品受部６２には、ヒンジ軸６３
を介してクランプ部材６４が開閉可能に取り付けられて
いる。クランプ部材６４の管状部品受部６２に対する面
には、水平方向に解放した半円弧状の受面６４ａが設け
られており、半円弧状の受面６２ａと半円弧状の受面６
４ａとにより管状部品１２の外周面が全周に渡って保持
される。管状部品受部６２及びクランプ部材６４は、締
結部材６６によって締結される。
【００４９】本実施例でも、管状部品１２は一対のクラ
ンプ部６０に挟持することができ、その場合、管状部品
１２の端面の切削時等においてもしっかりと把持するこ
とができる。さらに、並列して設けられた一対のクラン
プ部６０のうち一方を取り外せば、管状部品１２がくの
字管やバルブに連結した管などの異形管の場合にも対応
可能となる利点を有する。なお、一方のクランプ部６０
のみで管状部品１２を挟持する場合には、切削時等にお
いても管状部品１２に緩みが生じないように緊密に保持
することが必要である。
【００５０】もちろん、管状部品１２の外径に合わせて
複数種類のクランプ部６０を用意しておき、必要に応じ
て交換することもできる。これにより、直径の異なる管
状部品に対しても、簡単に対応することができる利点を
有する。
【００５１】２４は一個の回転盤３０に配設されている
突当部である。この突当部２４は、前記クランプ部１
０，１１によって一対の管状部品１２，１２ａをそれぞ
れクランプする際に、一対の管状部品１２，１２ａの各
端面が突き当てられる。
【００５２】これによって、一対の管状部品１２，１２
ａの所定の間隙寸法を確保することができ、それぞれの
端面を軸線に対して直角方向に平らな面にすることがで
きる。
【００５３】２６は一個の回転盤３０に配設されている
切削部である。この切削部２６には、前記一対のクラン
プ部１０，１１によりそれぞれクランプされた一対の管
状部品１２，１２ａの対向する端面を切削させる周知の
特殊カッタ２６ａが設けられている。２８はこの特殊カ
ッタ２６ａを回転させるモータである。
【００５４】一対の管状部品１２，１２ａの対向する端
面を切削させる際は、まず、前記他方のクランプ部１１
（可動側）を前記切削部２６の特殊カッタ２６ａへ直線
移動させ、図１４に示すように他方の管状部品１２ａの
端縁を、外周から内周に向けメン取り切削させる。この
メン取りの切削角度は、例えば０．５°〜１０°以下で
ある。５°前後が溶着部における管状部品１２，１２ａ
の内側への突出を最小に抑える点で最適である。
【００５５】なお、必要に応じてほぼ直角に切削させて
もよい。
【００５６】さらに、一個の回転盤３０を一方のクラン
プ部１０（固定側）へ直線移動させ、図１４に示すよう
に一方の管状部品１２の端縁を、外周から内周に向けメ
ン取り切削させる。
【００５７】このようにメン取り切削させると、両者管
状部品１２，１２ａを互いに溶着させる際、内面には溶
接ビードは発生しない、または、少なくなる。
【００５８】前記突当部２４と前記切削部２６とは、一
個の回転盤３０に回転方向に所定の間隔をもって配設さ
れており、この突当部２４が前記一対の管状部品１２，
１２ａ間から外れてから、前記切削部２６が前記一対の
管状部品１２，１２ａ間に挿入するようになっている。
【００５９】したがって、前記突当部２４と前記切削部
２６とは、一個の回転盤３０に配設されているため、芯
ずれは発生しない。
【００６０】また、前記突当部２４から切削部２６への
回転移動変位は、前記一個の回転盤３０の軸３０ａに取
り付けられている周知のゼネバギヤ３１を介して連結さ
れるモータ３２の回転によって行われる。
【００６１】このように、ゼネバギヤ３１を使用するこ
とにより前記切削部２６による管状部品１２，１２ａの
端面切削成形時におけるガタツキがなくなり、安定した
成形面が得られる。
【００６２】前記切削部２６の下部には、端面切削成形
時に発生する切粉を収納するトレイ３４が配設されてい
る。なお、切削時に綿状の切粉が管状部品１２，１２ａ
に付着した場合には、切削端面の洗浄が必要となる。
【００６３】３６は前記切削部２６により切削された平
らな面を、図１２，図１３に示すような連続した波形の
板状タングステンヒータ３６ａによって溶融させる両面
に同等の熱量を発生する溶融部である。
【００６４】さらに、この溶融部３６は、前記ゼネバギ
ヤ３１を介して回転される一個の回転盤３０に回転方向
に所定の間隔をもって配設されている。
【００６５】切削部２６が一対の管状部品１２，１２ａ
間から外れてから、溶融部３６は、所定の温度まで加熱
された後、一対のクランプ部１０，１１でクランプされ
た一対の管状部品１２，１２ａ間に挿入される。加熱に
要する時間は、例えば、ＰＦＡの場合ほぼ４５秒間で、
約７００℃に加熱後図１１に示すように直線移動機構４
２によって、一対のクランプ部１０，１１でクランプさ
れた一対の管状部品１２，１２ａ間に挿入し、所定時間
（ほぼ７０秒）加熱する。
【００６６】直線移動機構４２としては、ボールネジを
利用したものの他、エアシリンダを利用したアクチュエ
ータ等種々の機構を利用することができる。また、一対
のクランプ部１０，１１でクランプされた一対の管状部
品１２，１２ａ間に溶融部３６を挿脱する機構として
は、図示した直線往復運動機構の他、回転往復移動機構
等種々の機構を利用することができる。
【００６７】溶融部３６における板状タングステンヒー
タ３６ａと管状部品１２，１２ａの切削端面とは非接触
であり、ほぼ１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５〜２．５
ｍｍが最適である。近すぎると、加熱時の管状部品１
２，１２ａの膨脹によりその端面が溶融部３６に接触す
る恐れがあり、一方、遠くなると溶融部３６の温度を高
くしなければならないからである。この時の時間は、ほ
ぼ７０秒で、安定した放射熱で管状部品１２，１２ａの
端面は均一に溶融される。
【００６８】すなわち、この溶融部３６は、第一及び第
二の平坦な赤外線透過性のガラス板３６ｃ，３６ｄと、
両ガラス板の間に間挿された電気的に加熱可能な板状タ
ングステンヒータ３６ａと、そして、両ガラス板の少な
くとも板状タングステンヒータ３６ａを取り囲む位置に
且つ板状タングステンヒータ３６ａの厚さよりも僅かに
高い高さだけ肉盛りされた該ガラス板に接着可能な石英
ガラスからなる肉盛り部３６ｂとを備えて構成されてい
る。
【００６９】図示された本発明の好ましい実施例におい
て、赤外線透過性のガラス板は、石英ガラスを用いた
が、赤外線透過性のガラス板であればどのようなもので
も良く、例えば、アルミン酸カルシウム、ゲルマニウム
酸塩ガラス及び硫化ヒ素ガラスとすることもできる。
【００７０】図示されていないが、ガラス板３６ｃ，３
６ｄの表面に熱線を散乱させる手段を設ける事が好まし
い。これにより、板状タングステンヒータ３６の位置に
かかわらずほぼ均一に管状部品１２，１２ａの端面を加
熱することができ、従って、ほぼ等しい溶融深さで管状
部品１２，１２ａの端面を溶融状態とすることが出来
る。これにより、溶着部分の気泡（ボイド）を飛躍的に
減少させることができる。
【００７１】熱線を散乱させる手段としては、例えば、
スリガラス状にガラス表面に傷を付ける、縦横又はラン
ダムに溝を付ける等がある。又、ガラスを溶かす事が出
来る溶接剤、例えば、商品名「アロンセラミック」（東
亞合成化学工業株式会社販売）をガラス面に塗付し、加
熱硬化後、このアロンセラミックを除去したものは、浸
蝕された横断面が不規則である為、特に散乱性が優れて
いる。同様の加工を行なったフィルタをガラス板３６
ｃ，３６ｄの表面に付けるようにすることも出来る。
【００７２】第一及び第二のガラス板３６ｃ，３６ｄで
あって溶融部３６の内部には、また、肉盛り部３６ｂの
一部として所定の間隔の複数個の凸条（高さをほぼ０．
２ｍｍとする）３６ｅが肉盛り形成されている。この複
数個の凸条３６ｅ間には、板状タングステンヒータ３６
ａが配設されている。これにより、第一及び第二のガラ
ス板３６ｃ、３６ｄは、中央部においても複数個の凸条
３６ｅによって支持されているから、溶融部３６の中央
部に力を加えても割れる等の破損が生じる可能性が低く
なる。
【００７３】溶融部３６の中央部には、熱電対などの温
度センサ３８が配設されている。溶融時における前記タ
ングステンヒータ３６ａの温度は、この温度センサ３８
により適正な温度（ほぼ６００〜８００℃、好ましくは
７００〜７５０℃）に制御設定される。この適正な温度
より高温にした場合は、管状部品の端面の表面のみが溶
融して、適正な溶着に必要な溶融深度がとれないのであ
る。
【００７４】前記溶融部３６により溶融された他方の管
状部品１２ａを、前記溶融部３６により溶融された一方
の管状部品１２側に可動させて、両者の管状部品１２，
１２ａを互いに溶着させる。
【００７５】前記溶融時に発生するガスは、装置の上方
に設置されるフード４０の後部上方に連結されている集
気ダクト４０によって吸引される。
【００７６】次に、本発明の熱溶着可能な樹脂製管状部
品の自動溶着装置の作動原理について、各図に基づき説
明する。
【００７７】まず、互いに溶着させようとする、一対の
管状部品１２，１２ａの直径に適合するサイズの四角形
の管状部品受部１６，１７を準備し、機体１４上に固定
する。
【００７８】この管状部品受部１６，１７に一対の管状
部品１２，１２ａをセットし、装置の電源を入れると、
図示しない電源ランプが点灯する。
【００７９】管状部品１２，１２ａのサイズや材質を図
示しない選定スイッチでセレクトすると、図示しないセ
レクトランプが点灯する。
【００８０】点灯したセレクトランプを確認した後、図
示しない準備ボタンを押すと、図示しない準備ボタンラ
ンプが点灯し、モータ３２が回転する。このモータ３２
の回転によりゼネバギヤ３１が回転し、突当部２４が一
対の管状部品１２，１２ａ間に挿入停止する。
【００８１】一対の管状部品１２，１２ａを、前記突当
部２４にそれぞれの端面を軸線に対して直角方向に平ら
な面になるように突き当てて、クランプ部１０，１１に
よって適正にそれぞれクランプする。
【００８２】次に、図示しないスタートボタンを押す
と、準備ボタンランプが消灯し、スタートボタンランプ
が点灯し、モータ３２が回転する。このモータ３２の回
転によりゼネバギヤ３１が回転し、このゼネバギヤ３１
の回転により回転する回転盤３０に配設されている切削
部２６が、一対の管状部品１２，１２ａ間に挿入停止す
る。
【００８３】この切削部２６において、まず前記他方の
クランプ部１１によりクランプされた他方の管状部品１
２ａの端縁を、特殊カッタ２６ａによって外周から内周
に向けてメン取り切削する。
【００８４】次に、特殊カッタ２６ａが前記一方のクラ
ンプ部１０によりクランプされた一方の管状部品１２の
端縁側に移動して、この一方の管状部品１２の端縁を、
特殊カッタ２６ａによって外周から内周に向けてメン取
り切削する。
【００８５】このように、一対の管状部品１２，１２ａ
の端縁のメン取り切削が終了すると、特殊カッタ２６ａ
の回転は停止する。
【００８６】なお、一対の管状部品１２，１２ａの各端
縁は、同時に切削することもできる。
【００８７】次に、支持アーム１４ｂを機体１４に対し
て移動し、支持アーム１４ａに設置されたクランプ部１
０と支持アーム１４ｂに設置されたクランプ部１１との
間融を所定の長さとする。
【００８８】さらに、前記モータ３２の回転によりゼネ
バギヤ３１が回転し、このゼネバギヤ３１の回転により
回転する回転盤３０に配設されている溶融部３６は、図
３に示すごとく原位置にセットされ、溶融部３６の板状
タングステンヒータ３６ａが予備加熱を開始する。
【００８９】そして、予備加熱（ほぼ４５秒間）完了確
認後、図１１に示すように溶融部３６を直線移動機構４
２によって、前記一対の管状部品１２，１２ａ間に挿入
し、所定時間（ほぼ７０秒間）加熱する。この加熱時間
は、管状部品１２，１２ａの材質、サイズなどにより予
め設定可能である。
【００９０】その後、前記溶融部３６は、前記一対の管
状部品１２，１２ａ間から直線移動機構４２によって原
位置に戻り、溶融部３６への入電を切断する。
【００９１】前記溶融部３６により溶融された他方の管
状部品１２ａを、前記溶融部３６により溶融された一方
の管状部品１２側に可動させて両者管状部品１２，１２
ａを互いに溶着させる。
【００９２】自然冷却後、図示しない溶着終業ボタンラ
ンプが点灯し、スタートボタンランプが消灯する。
【００９３】溶着させた一対の管状部品１２，１２ａ
を、前記クランプ部１０，１１から外し、図示しない溶
着終業ボタンを押すと、溶着終業ボタンランプが消灯
し、ゼネバギヤ３１および回転盤３０に配設されている
突当部２４、切削部２６、溶融部３６が原位置に戻る。
【００９４】
【発明の効果】本発明の熱溶着可能な樹脂製管状部品の
自動溶着装置は、以上詳述したように互いに対向する一
対の熱溶着可能な樹脂製の管状部品を突き合わせて溶着
させる装置において、前記一対の管状部品をそれぞれ保
持させる一対のクランプ部と、前記一対の管状部品を一
対のクランプ部によりそれぞれ保持させる際、前記一対
の管状部品の端面をそれぞれ突き当てるための突当部
と、これら一対のクランプ部によりそれぞれクランプさ
れた一対の管状部品のそれぞれの端面を、これら管状部
品の軸線に対して直角方向に平らな面になるよう又は外
周から内周に向けてほぼ全体的にメン取りするよう切削
させる切削部と、この切削部により切削された端面をほ
ぼ等しい溶融深さに溶融させる溶融部とを含み、前記切
削部、突当部および溶融部とは、回転盤に回転方向に所
定の間隔をもって配設されてなり、前記溶融部により溶
融された少なくとも一方の管状部品を、前記溶融部によ
り溶融された他方の管状部品側に相対的に近づけて互い
に溶着させるようにしたものであるから、自動溶着のた
めの全ての工程を一台で連続的に円滑に行うことがで
き、厄介な熟練度を全く必要としない。前記溶融部を薄
く形成することができ、溶融部の温度を高温にすること
なく、安定した放射熱によって一対の熱溶着可能な樹脂
製管状部品のそれぞれの端面を均一に溶融することがで
き、かつ一対の熱溶着可能な樹脂製管状部品を短時間に
て自動溶着することができるため、電力消費量は小とな
るなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱溶着可能な樹脂製管状部品の自
動溶着装置の基本的な概略外観斜視図である。
【図２】同正面図である。
【図３】同左側面図である。
【図４】同右側面図である。
【図５】同クランプ部の斜視図である。
【図６】同クランプ部における使用例を示す斜視図であ
る。
【図７】同クランプ部における他の使用例を示す斜視図
である。
【図８】同突当部の斜視図である。
【図９】同切削部の左側斜視図である。
【図１０】同切削部の右側斜視図である。
【図１１】同左側面図である。
【図１２】ヒータ部の平面図である。
【図１３】同縦断面図である。
【図１４】互いに対向させ突き合わせて溶着させる一対
の熱溶着可能な樹脂製管状部品の縦断面図である。
【図１５】本発明に係る自動溶着装置に用いられるクラ
ンプ部の他の実施例の平面図である。
【図１６】本発明に係る自動溶着装置に用いられるクラ
ンプ部の他の実施例の正面図である。
【図１７】本発明に係る自動溶着装置に用いられるクラ
ンプ部のさらに他の実施例の平面図である。
【図１８】本発明に係る自動溶着装置に用いられるクラ
ンプ部のさらに他の実施例の正面図である。
【符号の説明】
１０ 一方のクランプ部（固定側） １１ 他方のクランプ部（可動側） １２，１２ａ 一対の熱溶着可能な樹脂製管状部品 １４ 機体 １６，１７ 管状部品受部 １６ａ，１７ａ 円弧形状底面部 １８，１９ クランプ部材 １８ａ，１９ａ 一方のクランプアーム １８ｂ，１９ｂ 他方のクランプアーム １８ｃ，１９ｃ 連結部材 ２０，２１ 切込み部 ２２，２３ 止め捩子 ２４ 突当部 ２６ 切削部 ２６ａ 特殊カッタ ２８ モータ ３０ 回転盤 ３０ａ 回転盤の軸 ３１ ゼネバギヤ ３２ モータ ３４ トレイ ３６ 溶融部 ３６ａ 板状タングステンヒータ ３６ｂ 肉盛り部 ３６ｃ ガラス板 ３６ｄ ガラス板 ３６ｅ 凸条 ３８ 温度センサ ４０ 集気ダクト ４２ 直線移動機構

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂製
    の管状部品を突き合わせて溶着させる装置において、前
    記一対の管状部品をそれぞれ保持させる一対のクランプ
    部と、前記一対の管状部品を一対のクランプ部によりそ
    れぞれ保持させる際、前記一対の管状部品の端面をそれ
    ぞれ突き当てるための突当部と、これら一対のクランプ
    部によりそれぞれクランプされた一対の管状部品のそれ
    ぞれの端面を、これら管状部品の軸線に対して直角方向
    に平らな面になるよう切削させる切削部と、この切削部
    により切削された平らな面をほぼ等しい溶融深さに溶融
    させる溶融部とを含み、前記切削部、突当部および溶融
    部とは、割出駆動される回転盤に回転方向に所定の間隔
    をもって配設されてなり、前記溶融部により溶融された
    少なくとも一方の管状部品を、前記溶融部により溶融さ
    れた他方の管状部品側に相対的に近づけて互いに溶着さ
    せるようにしたことを特徴とする熱溶着可能な樹脂製管
    状部品の自動溶着装置。
  2. 【請求項２】互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂製
    の管状部品を突き合わせて溶着させる装置において、前
    記一対の管状部品をそれぞれ保持させる一対のクランプ
    部と、前記一対の管状部品を一対のクランプ部によりそ
    れぞれ保持させる際、前記一対の管状部品の端面をそれ
    ぞれ突き当てるための突当部と、これら一対のクランプ
    部によりそれぞれクランプされた一対の管状部品のそれ
    ぞれの端縁を、外周から内周に向けてほぼ全体的にメン
    取り切削させる切削部と、この切削部によりメン取り切
    削された端縁をほぼ等しい溶融深さに溶融させる溶融部
    とより構成し、前記切削部、突当部および溶融部とは、
    割出駆動される回転盤に回転方向に所定の間隔をもって
    配設されてなり、前記溶融部により溶融された少なくと
    も一方の管状部品を、前記溶融部により溶融された他方
    の管状部品側に相対的に近ずけて互いに溶着させるよう
    にしたことを特徴とする熱溶着可能な樹脂製管状部品の
    自動溶着装置。
  3. 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の熱溶着可能
    な樹脂製管状部品の自動溶着装置において、溶融部は一
    対の赤外線透過性のガラス板によりサンドウイッチ状に
    挟まれたヒータからなり、一対のクランプ部でクランプ
    された一対の管状部品間に挿入される前に予備加熱し、
    所定の温度に予備加熱された後、前記一対のクランプ部
    でクランプされた一対の管状部品間に挿入されるように
    構成されていることを特徴とする熱溶着可能な樹脂製管
    状部品の自動溶着装置。
  4. 【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載
    の熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置におい
    て、一対のクランプ部は、それぞれ２ケ所で管状部品を
    固定するように構成されていることを特徴とする熱溶着
    可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置。
  5. 【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載
    の熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置におい
    て、切削部の下部に、管状部品の端面切削成形時に発生
    する切粉を収納するトレイを配設したことを特徴とする
    熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の熱溶着可能な樹脂製管状
    部品の自動溶着装置において、溶融時に発生するガスを
    吸引させる集気ダクトを装置上方に設置したフードの後
    部上方に配設したことを特徴とする熱溶着可能な樹脂製
    管状部品の自動溶着装置。
JP32925194A 1994-12-05 1994-12-05 熱溶着可能な樹脂製管状部品の自動溶着装置 Pending JPH08156102A (ja)

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