(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプで固定された連結すべき合成樹脂部材と別の合成樹脂部材の外周面と継手の内周面とを加熱して、両者の界面及びその近傍を溶かすコイル状の電熱コイルが埋め込まれている継手を用いる溶着装置において、
継手の表面に張りつけられたバーコードに書き込まれている溶着データと冷却時間を読み取るバーコードスキャナと、
バーコードスキャナによって読み取ったバーコードの溶着データと冷却時間データから溶着時間と冷却時間を得、後述するスタートスイッチが押されたとき後述するタイマーの1つと電力供給部へ溶着開始信号を出力し、後述するタイマーで計測される溶着経過時間が溶着時間を経過したとき溶着終了信号を出力し、後述するタイマーで計測される冷却経過時間が冷却時間を経過したとき警報信号を出力するＣＰＵと、
ＣＰＵから出力される溶着開始信号から溶着終了信号までの間、継手の電熱コイルにコネクタを介して電力を供給する電力供給部と、
電力供給部から電熱コイルに電力を供給開始するタイミングをＣＰＵに指示するスタートスイッチと、
ＣＰＵから出力される溶着開始信号のタイミングによって溶着経過時間を計測し、ＣＰＵから溶着終了信号が入力された後は冷却経過時間を計測するようにそれぞれ構成された２つ以上の独立したタイマーと、
ＣＰＵから警報信号が出力された時に冷却完了を警報音で知らせる通報部と、
を備えたことを特徴とする溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性の合成樹脂製部材どうしを加熱溶着する溶着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配管工事の作業現場で、２本の熱可塑性樹脂管（以下、配管材）を突き合わせ、それを連結する部材として、特開昭６３−１７３１０６号公報に示されるエレクトロフュージョン継手と呼ばれる熱可塑性樹脂製の溶着継手（以下、継手）が用いられている。この継手は、接続部からの漏れが許されない、例えばガス管同士を接続するために用いられるもので、継手の内部には電熱線が埋め込まれており、溶着装置によってこの電熱線に通電し、この継手と配管材の界面及び近傍を加熱溶融することによって、両者を溶着一体化する構造となっている。
【０００３】
溶着作業は、継手と配管材との界面が溶けた時に、双方の位置がずれて溶着が不良にならないように、先ず継手と配管材とをクランプ（保持装置）で保持してから行われる。作業者は、配管材と継手とを確実にクランプで固定してから、電熱線に溶着装置のコネクタを接続する。このコネクタを通じて溶着装置から電力が供給されるが、その溶着条件（印加電圧，電流，溶着時間等）及び溶着後、完全に冷却固化するのに必要かつ最小限の冷却時間は、継手ごとに決まっており、その値は継手表面に表示されている。この溶着条件に基づいて継手の電熱線に通電して当接面を加熱溶着し、溶着時間経過後にコネクタを取り外す。このとき作業者は、継手ごとに表示された冷却時間を現在（溶着終了）時刻に加算して冷却が完了する時刻を算出し、その時刻を油性ペン等で、溶着した継手又は配管材の表面に書いておく。このようにして、溶着部が十分固化するまでクランプは放置される。
【０００４】
作業者は、先の継手に冷却完了時刻を書き込んだら、別のクランプと今使っていた溶着装置との組み合わせで、次の場所での溶着作業に取りかかる。この溶着作業手順は上記と同様である。その作業の途中で、先の継手の冷却完了時刻がきた時、戻って先の継手からクランプを取り外し、次々回の継手の溶着作業に用いるべく準備をする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法においては、下記の問題点があった。すなわち、
（１）冷却完了時刻の計算をし、それを継手等の表面に記入しなければならない。また、その計算を間違えたり、書くときに間違えたりして、十分固化するまでに取り外した場合は、溶着品質の低下を招く。なお、冷却時間を長くとれば溶着不良などの問題は起こらないが、冷却時間以上放置しておくのは無駄で、作業効率が悪くなる。
（２）作業者は次の溶着作業を行いながら、先の継手の冷却完了時刻を気にかけていなければならず、作業が煩雑になって、作業ミスを起こしやすい。
（３）冷却時間が異なる継手では、取り外し順が取り付け順と逆になることがあり、作業が煩雑になって、作業ミスを起こしやすい。
（４）先の溶着作業現場で取り付けたクランプを、後で取り外そうと思っている間に忘れてしまうことがある。
と、いう問題である。
【０００６】
本発明は、上記の問題点にかんがみて提案されたもので、冷却完了時刻の計算や記入をする必要がなく、作業効率を落とさないで溶着品質の低下を防ぐことができ、複数の場所での作業を確実に処理することができ、クランプの外し忘れもなくすことができる溶着装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる溶着装置は、クランプで固定された連結すべき合成樹脂部材と別の合成樹脂部材の外周面と継手の内周面とを加熱して、両者の界面及びその近傍を溶かすコイル状の電熱コイルが埋め込まれている継手を用いる溶着装置において、前記継手の表面に張りつけられたバーコードに書き込まれている溶着データと冷却時間を読み取るバーコードスキャナと、バーコードスキャナによって読み取ったバーコードの溶着データと冷却時間データから溶着時間と冷却時間を得、後述するスタートスイッチが押されたとき後述するタイマーの１つと電力供給部へ溶着開始信号を出力し、後述するタイマーで計測される溶着経過時間が溶着時間を経過したとき溶着終了信号を出力し、後述するタイマーで計測される冷却経過時間が冷却時間を経過したとき警報信号を出力するＣＰＵと、ＣＰＵから出力される溶着開始信号から溶着終了信号までの間、継手の電熱コイルにコネクタを介して電力を供給する電力供給部と、電力供給部から電熱コイルに電力を供給開始するタイミングをＣＰＵに指示するスタートスイッチと、ＣＰＵから出力される溶着開始信号のタイミングによって溶着経過時間を計測し、ＣＰＵから溶着終了信号が入力された後は冷却経過時間を計測するようにそれぞれ構成された２つ以上の独立したタイマーと、ＣＰＵから警報信号が出力された時に冷却完了を警報音で知らせる通報部と、
を備えた。
【０００８】
本発明にかかる溶着装置を用いた溶着作業において、作業者は、合成樹脂製部材と別の合成樹脂製部材との互いに溶着すべき面を当接させ、この状態をクランプによって固定して保持させる。この当接面は継手（この継手を先の継手とする。）に埋め込まれているコイル状の電熱コイルに通電することによって加熱溶着される。
【０００９】
溶着時間は、バーコードスキャナによって先の継手の表面のバーコードを読み取って得られて、自動的に設定され、２つ以上のタイマーの１つで溶着経過時間が計測される。
溶着経過時間が溶着時間を過ぎたとき、先の継手の電熱コイルへの通電が停止されるとともに、前記一方のタイマーは一旦リセットされて、冷却経過時間の計測を開始する。
電熱コイルへのコネクタを先の継手から外して、別の溶着個所に別のクランプを用いてセットしたで別の継手（この継手を次の継手とする。）の電熱コイルにつないで通電を開始する。
【００１０】
このときは、次の継手のバーコードから読み取った溶着時間が経過するまで溶着経過時間を計測する必要があるが、前記１つのタイマーは先の継手の冷却経過時間を計測しているので、別のタイマーが必要になる。そこで、本願においては、２つ以上の独立したタイマーを持っているので、そのなかの冷却経過時間を計測していない別のタイマーを用いて、次の継手の溶着経過時間の計測を行うのである。
【００１１】
このようにして、別のタイマーで次の継手の溶着経過時間を計測している間に、前記一方のタイマーで計測していた先の継手の冷却経過時間が冷却時間を過ぎると、冷却完了を警報音で知らせる。
この警報音を聞いた作業者は、先の継手を固定していたクランプを取り外して、さらに別の溶着個所の固定に使用する。
このようにして、少なくとも２個所の溶着作業を一部並行処理できるのである。
【００１２】
上記構成において、合成樹脂製部材としては、通常、同径の配管材どうしを連結させる継手を意味するが、溶着対象の配管材の外径と等しい内径を持つ配管材でもよい。また、棒状や板状の部材でも構わない。合成樹脂製部材の材質は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の最良の実施の形態を、図面に基づいて、詳細に説明する。
図１は本発明に係る溶着装置のブロック図，図２は図１のＣＰＵ３のフローチャートを表している。
【００１４】
図１において、本発明に用いられる継手８の内部には、連結すべきプラスチック管１０・１０の外周面と継手８の内周面とを加熱して、両者の界面及びその近傍を溶かすコイル状の電熱コイル８ａが埋め込まれている。プラスチック管１０・１０と継手８とは、溶着作業に当たってクランプ９で確実に固定されている。継手８の表面に張りつけられたバーコード８ｂには、継手８とプラスチック管１０・１０との溶着条件（印加電圧，電流，溶着時間等）を記した溶着データや、溶着後に必要な冷却時間を記した冷却時間データが書き込まれている。溶着データは、ニクロム線で形成された電熱コイル８ａへの印加電圧や電流の大きさを表す電圧・電流データ，供給する時間（溶着時間）を表す溶着時間データ，作業現場の環境温度による溶着温度の誤差を補正する補正データ等から構成されている。
【００１５】
溶着装置は、装置本体１とバーコードスキャナ２、及び電熱コイル８ａに電力を供給するコネクタ７ａを備えている。装置本体１は、ＣＰＵ３とスタートスイッチ４とタイマー５と通報部６と電力供給部７とを備えている。バーコードスキャナ２は、バーコード８ｂの溶着データと冷却時間データを読み取り、それをＣＰＵ３に出力するものである。
【００１６】
次に、装置本体１の各部について説明する。ＣＰＵ３はメモリーを内蔵し、制御プログラムに基づいて、溶着時間データから溶着時間を得、冷却時間データから冷却時間を得て各部を制御するようになっているＣＰＵである。スタートスイッチ４は電力供給部７から電熱コイル８ａに電力を供給開始するタイミングを指示するためのスイッチである。タイマー５はＣＰＵ３から出力される計測開始信号のタイミングによって時間を計測するタイマーで、独立した２つのタイマー５ａ，５ｂを内蔵している。通報部６は作業の諸情報を文字表記するＬＣＤ６ａと、冷却完了を警報音で知らせる圧電ブザー６ｂと、溶着終了を光で知らせるＬＥＤ６ｃとから成っている。電力供給部７は接続ケーブル，コネクタ７ａを介して、前記電熱コイル８ａへ電力を供給する電圧可変の定電圧電源である。
【００１７】
ＣＰＵ３は、電力供給開始から溶着時間だけ経過した溶着終了時点で終了信号を出力する出力機能と、前記経過時間が前記冷却時間を越えた時に通報部６に通報信号を出力する比較機能とを有している。
【００１８】
次に、図１と図２を用いて、本発明にかかる溶着装置を使用した溶着作業の作業手順を説明する。
１．配設したプラスチック管１０の端部に継手８を半ばまでかぶせた後、反対方向からもう一方のプラスチック管１０の端部を、先端同士がつき当たるまで挿入する。
２．十分差し込んだことを確認してから、継手８とプラスチック管１０・１０とをクランプ９で固定する。
３．溶着装置の電源を投入する。
４．バーコード８ｂの溶着データと冷却時間データとを、バーコードスキャナ２で読み取り、ＣＰＵ３に出力する。ＣＰＵ３は、入力されたデータから溶着時間（例えば２分）と冷却時間（例えば５分）とを得る。
５．電熱コイル８ａの端子にコネクタ７ａを接続する。
６．スタートスイッチ４を押すと、ＣＰＵ３から溶着開始信号が、タイマー５ａと電力供給部７とに出力され、電力供給部７は電熱コイル８ａに電力を供給し始め、タイマー５ａは溶着開始信号を計測開始信号として、溶着経過時間を計測し始める。
７．ＣＰＵ３は、タイマー５ａの溶着経過時間を読み取り、溶着開始から２分後に、タイマー５ａと通報部６と電力供給部７に溶着終了信号を出す（図２ステップＳ１）。
８．溶着終了信号が入力された電力供給部７は、電熱コイル８ａへの電力供給を停止する。また、計測開始信号としての溶着終了信号が入力されたタイマー５ａは、カウントを０に戻し、そこから新たに冷却経過時間を測定し始める。
９．通報部６に溶着終了信号が入力された時、ＬＥＤ６ｃが点灯し、作業者に溶着終了を知らせる。作業者は、点灯を確認すると継手８からコネクタ７ａを取り外し、溶着装置を次の溶着作業場所に運搬する。そこで、この溶着装置と新しいクランプを用いて、次の溶着作業に取りかかる。ここでの溶着作業の手順も、先の場合と同様であるが、タイマー５ａは動作中であるので、ここでの時間計測には、もう一つのタイマー５ｂが使用される。溶着装置のＣＰＵ３とタイマー５ａは、運搬中も動作している。
１０．ＣＰＵ３は、所定時間ごとにタイマー５ａの冷却経過時間を読み取る（図２ステップＳ２）。
１１．ＣＰＵ３は、冷却時間から冷却経過時間を引いて、その時点の冷却残り時間を演算する（図２ステップＳ３）。ただし、冷却経過時間が冷却時間より大きくなったときは、冷却残り時間を０とする。
１２．ＣＰＵ３は、冷却残り時間を通報部６へ出力し、通報部６のＬＣＤ６ａはその冷却残り時間を表示する（図２ステップＳ４）。
１３．ＣＰＵ３は、冷却残り時間が０より大きいか判断し（図２ステップＳ５）、０より大きければステップＳ２まで戻ってタイマー５ａの冷却経過時間を読み取る。また、冷却残り時間が０（５分経過時）であれば、警報信号を通報部６に出力する（図２ステップＳ６）。
１４．警報信号が入力された時、圧電ブザー６ｂは警報音を発して、作業者に冷却完了を知らせる。この時、作業者は次の溶着作業現場で作業をしている。ＬＣＤ６ａには冷却残り時間が０であることが表示されている。
１５．通報部６の警報を感知した時、作業者は警報が指示している先の溶着作業現場に駆けつけて、クランプ９を取り外し、必要に応じて埋め戻す。以上で、この溶着作業現場での作業は終了する。
【００１９】
なお、取り外したクランプ９は、後の作業現場で再び使われる。
【００２０】
１台の溶着装置で、多くの作業現場の冷却状態を監視する必要が生じた場合は、監視する現場の数に応じてタイマーを２つ以上に増設したり、監視対象現場を識別するために警報音を変えたり、ＬＣＤ６ａで現場を特定表示したりしてもよい。また、ＬＣＤ６ａには、冷却開始から完了までの時間が刻々と表示されているので、あと何分（秒）でクランプを取り外せるのかを、確認しやすい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る溶着装置によれば、冷却完了時刻の計算や記入をする必要がない。また、冷却完了時刻が正確に通報されるので、作業効率を落とさないで、溶着品質を高く維持できる。また、冷却時間が先の継手と異なる次の継手でも、通報されるまで安心して次の作業に取り組め、かつ、先の作業現場のクランプを取り外し忘れることもない。
さらに、作業対象の継手の表面のバーコードを読み取って溶着時間や冷却時間を得るためのバーコードスキャナとＣＰＵを備え、読み取った溶着時間や冷却時間に基づいて溶着経過時間や冷却経過時間を監視するためのタイマーとＣＰＵを備えているので、設定ミス等も防ぐことができる。
また、２つ以上のタイマーを備えているので、２つ以上の継手を用いて２つ以上の溶着作業場所での溶着と冷却の監視を並行して行うことができ、作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶着装置のブロック図である。
【図２】図１のＣＰＵ３のフローチャートである。
【符号の説明】
１  装置本体
２  バーコードスキャナ（入力手段）
３  ＣＰＵ（出力手段，警報手段）
４  スタートスイッチ
５，５ａ，５ｂ  タイマー（時間計測手段）
６  通報部（警報手段）
７  電力供給部
７ａ  コネクタ
８  継手（合成樹脂製部材）
８ａ  電熱コイル（加熱溶着手段）
８ｂ  バーコード
９  クランプ（保持装置）
１０  プラスチック管（合成樹脂製部材）
【図１】
0003559649.tif 000002
【図２】
0003559649.tif 000003