(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を設けて対向配置して、断面が同一形状の２つの帯状樹脂の端面を対面させた態様でそれぞれに保持する２つのステージと、該ステージの少なくとも一方を対面方向に往復可動するスライド手段と、前記両ステージを設置する載置台と、前記双方の帯状樹脂の対面する端部を各々のステージに保持するそれぞれのクランプ部と、該各々のクランプ部によるクランプのさい、各々の帯状樹脂を上方からそれぞれ保持するクランプブロックと、前記各々のステージの所定位置に取り付け、双方の帯状樹脂を特定位置に設定する位置決めブロックと、前記対向する２つのステージ間に出退する昇降方向に往復可動する発熱体を内蔵するひとつの溶融ブロックと、該溶融ブロックの温度設定及び制御、並びに、樹脂への加熱時間の設定及び制御が可能な制御手段より構成し、前記クランプブロック、及び／あるいは、位置決めブロックはそれぞれが着脱自在で、選択的に換装可能であることを特徴とする帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項２】
前記クランプブロックはクランプ部との当接部となるブロック本体と、帯状樹脂との当接部となる弾性プレートよりなる請求項１の帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項３】
前記該弾性プレートは段差のある複数のプレートに分割されるか、樹脂当接面に段差を形成してなる請求項２の帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項４】
前記クランプブロックは、長さ方向の一端部を軸にステージ上を回動可能で、かつ、特定位置で固定可能な請求項１乃至３のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項５】
前記クランプブロックは、対面側の側面端部が前記ステージの対面側端部と平行で、かつ、ほぼ同位置に設定されて保持できる請求項１乃至４のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項６】
前記各々のステージには、前記帯状樹脂のステージ対面側端面からの突出の長さを規定する位置出し板をそれぞれ備える請求項１乃至５のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項７】
前記位置出し板は、ステージ上を回動可能で、かつ、固定可能な請求項６の帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項８】
前記２つのステージの少なくとも一方は、帯状樹脂の幅方向に所定の範囲で可動可能な請求項１乃至７のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項９】
前記各々のステージには、発熱体及び温度センサーを備える請求項１乃至８のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１０】
前記ステージの一方を可動ステージとし、他方を固定ステージとして、対面方向へのスライドを可動ステージのみとした請求項１乃至９のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１１】
前記溶融ブロックは、前記昇降方向への可動に加え、可動ステージのスライドに伴って対面方向に往復可動される請求項１０の帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１２】
前記溶融ブロックの対面方向への往復可動は、ガイドレール上をスライダーが摺動するリニアガイド、及び、ばね弾性体の組合せによりなり、該弾性体の伸縮により可動される請求項１１の帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１３】
前記載置台は、全体としてボックス形状を形成する基台の上面と平行に配設され、該基台の底部にはキャスターを備える請求項１乃至１２のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１４】
前記ステージを含む融着動作部分には開閉可能な安全カバーを備える請求項１乃至１３のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１５】
前記溶融ブロックの樹脂当接部となる表面には、溶融された樹脂の付着を防止するフッ素樹脂を含む表面処理を施した請求項１乃至１４のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【請求項１６】
前記帯状樹脂の形態により、予め融着時間がプログラムされた選択可能な切り替えスイッチを備える請求項１乃至１５のいずれかの帯状樹脂の端面融着接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、下水道更生材など樹脂により長尺に形成された帯状部材の端面同士を加熱融着し一体化するための付合せ面の融着接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道管などの老朽化への対策として、既設管を新たな管に取り替えることなく、該既設管の内周面に新たな通路となる更生管を敷設し内側から包み込み、既設管と更生管の隙間に裏込め材を注入して一体化して再生しようとする工法が確立されている。この工法の代表的なものは、硬質塩化ビニル樹脂よりなる長尺な帯状更生材を、隣接する側面同士のロック部（オス部とメス部）を嵌合させながら螺旋状に巻回し、既設管の内周面に沿って新たな管状体を連続して形成していくもので、道路を掘り起こす必要が無く、また、通水しながら施行できるなど下水道の更生のための優れた工法として知られている。
【０００３】
そして、本工法に使用される長尺な帯状更生材は、ドラムに巻かれて提供されており、前記の通り端部から順次引き出され下水道の内面に巻回され更生管として形成されるが、隙間なく連続して敷設するためは、ドラムを切り替えるさい等に現場で端面同士を付き合せて接合する必要が生じる。
【０００４】
このように同一形状の樹脂の端面同士を接合するための従来の融着装置としては、被接合面となる２つの面を対面させ、各々を対向配置して保持する一対の載置台と、該載置台に前記樹脂端部を位置決め保持するクランプ手段と、該載置台（樹脂端部接合面）の間に出退自在に設ける樹脂を溶融するための加熱手段と、加熱溶融された接合面同士を接合するための押圧手段として、前記載置台の少なくとも一方を対面方向に往復可動するスライド手段より基本構成される合成樹脂の溶着装置が提案されている。（例えば、特許文献１〜３）
【０００５】
前記構成の装置による溶着は、対向保持された樹脂の間に加熱手段を突出させ、樹脂を加熱手段に押し付けてその表面を溶融し、次いで加熱板から樹脂を引き離し、樹脂の間から加熱板を取り除いた後、樹脂端面を互いに押し付けて融着するもので、帯状樹脂に限らず樹脂パイプ等の端面付き合せ融着接合装置として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平４−２６１８号公報
【特許文献２】特公昭６１−５０７６９号公報
【特許文献３】特公平７−４５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記に挙げた下水道管の帯状更生材９（一例の断面図を図１２に示す）は、帯状で肉薄に形成されており、また、螺旋状に巻回して更生管を形成していくさいに隣接する側面同士を嵌合するための接続部がオスロック部９２、メスロック部９３として両端部に凹凸が形成されていたり、既設管と更生材とを強固に一体化するため、該既設管と更生管との間を埋めるモルタルなどの裏込め材を注入する隙間となる突起状のリブ９５が適当な間隔に備えられたりするため、帯状とは言っても接合端面を含む断面は凹凸した複雑な形状となっている。また、更生材９には複数の種類（図１２に４種類を示す）があり、ロットごとに微妙に寸法が異なるといったこともあり、当然、従来の装置でも樹脂の取付け時にはクランプ等を用いて位置合わせが行われてはいるが、このように肉薄で、また、接合面が複雑で種類により異なるものでは、該接合面にずれが生じてしまう可能性があり、ずれが生じた場合、肉薄な帯状形状という事情から強度が著しく低下してしまい、また、該接続部と隣接する更生材との嵌合が合致しなくなってしまう等、融着接合が上手くいかないことでの問題が発生する懸念がある。
【０００８】
更に、この融着接合作業は現場での作業であり、現場まで装置を運搬し、作業する場所に配置する必要があることから極力軽量、コンパクトで移動しやすいことが求められ、また、屋外作業であることから季節による外気温等の環境の影響を受けやすく、気象条件によっては融着温度が安定せずに接合が不十分になってしまうことも懸念される。
【０００９】
そこで、本発明は帯状樹脂の端部を付き合せて融着接合するさい、例えば、下水道更生材のような肉薄で複雑な接合端面（断面形状）を持つ帯状樹脂であっても接合面のずれを抑えることができ、また、野外作業での使い勝手が良く、また、安定した融着接合ができる帯状樹脂端面の融着接合装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の帯状樹脂の端面融着接合装置は、間隔を設けて対向配置して、断面が同一形状の２つの帯状樹脂の端面を対面させた態様でそれぞれに保持する２つのステージと、該ステージの少なくとも一方を対面方向に往復可動するスライド手段と、前記両ステージを設置する載置台と、前記双方の帯状樹脂の対面する端部を各々のステージに保持するそれぞれのクランプ部と、該各々のクランプ部によるクランプのさい、各々の帯状樹脂を上方からそれぞれ保持するクランプブロックと、前記各々のステージの所定位置に取り付け、双方の帯状樹脂を特定位置に設定する位置決めブロックと、前記対向する２つのステージ間に出退する昇降方向に往復可動する発熱体を内蔵するひとつの溶融ブロックと、該溶融ブロックの温度設定及び制御、並びに、樹脂への加熱時間の設定及び制御が可能な制御手段より構成し、前記クランプブロック、及び／あるいは、位置決めブロックはそれぞれが着脱自在で、選択的に換装可能に形成した。
【００１１】
また、各部は次のように構成あるいは形成されることが好ましい。
・前記クランプブロックはクランプ部との当接部となるブロック本体と帯状樹脂への当接部となる弾性プレートにより構成した。
・前記弾性プレートは段差のある複数のプレートに分割されるか、樹脂当接面に段差を形成してなる１枚のプレートかのいずれかにより形成される。
・前記クランプブロックは、長さ方向の一端部を軸にステージ上を回動可能に、かつ、特定位置で固定可能に形成する。
・前記クランプブロックは、対面側の側面端部が前記ステージの対面側端部と平行で、かつ、ほぼ同位置に設定されて保持可能に形成される。
・前記各々のステージには、前記帯状樹脂のステージ対面側端面からの突出の長さを規定する位置出し板をそれぞれ備え、該位置出し板は、ステージ上を回動可能に、かつ、固定可能に形成される。
・前記ステージの少なくとも一方は、対面方向に対して帯状樹脂の幅方向に所定の範囲で可動可能に形成される。
・前記の各々のステージには、発熱体及び温度センサーを備える。
・前記ステージの一方を可動ステージとし、他方を固定ステージとして、対面方向へのスライドを可動ステージのみに限定する。
・前記溶融ブロックは、昇降方向への可動に加え、ステージのスライドに伴って対面方向に往復可動する。
・前記溶融ブロックの対面方向への往復可動は、ガイドレール上をスライダーが摺動するリニアガイド、及び、ばね弾性体の組合せによりなり、該弾性体の弾性伸縮により可動される。
・前記載置台は、全体としてボックス形状を形成する基台の中に基台上面と平行に配設され、該基台の底部にはキャスターを備える。
・前記ステージを含む融着動作部分には開閉可能な安全カバーを備える。
・前記溶融ブロックの樹脂当接部となる表面には、溶融された樹脂の付着を防止するフッ素樹脂を含む表面処理を施す。
・前記帯状樹脂の形態により、予め融着時間がプログラムされた選択可能な切り替えスイッチを備える。
【００１２】
（作用）
本手段によると、樹脂が保持された一対の対向配置するステージの間に、溶融手段（溶融ブロック）が出退して、樹脂接合面に溶融ブロックを押圧して溶融し、溶融した端部同士を押圧接合する融着接合装置において、帯状樹脂をステージに保持するさいに、該ステージに着脱自在で選択的に換装可能なクランプブロックや位置決めブロックを、使用する帯状樹脂の形状、サイズに合わせて選択して用いることにより、肉薄で複雑な形状の樹脂であっても、保持する位置（対面する樹脂端面が一致する位置）を正確に設定することができ、結果、接合面を正確に合致させての融着接合ができる。
【００１３】
クランプブロックの樹脂への当接面を弾性プレートとすることにより、クランプによる樹脂への押圧が直接伝わらずに圧が吸収されるため、樹脂を押し潰して変形させるなど過剰な押圧を避けることができる。また、弾性プレートを樹脂の形状に適合させて複数に分割して形成したり、樹脂の形状に適合する段差を形成したりすると、凹凸があるなど複雑な形状の樹脂に対しても、不均一な押圧とならず樹脂の一部を変形してしまうことがなく、形状に適合して均一な押圧での保持ができる。
【００１４】
クランプブロックが一方端部を軸としてステージ上で回動可能に設けると、帯状樹脂の取付け、取り替えのさいにブロック全体を取り外す必要が無く操作が容易となる。また、クランプブロックの側面端部をステージの対面側端部と平行に、ほぼ同じ位置となる特定位置に揃え設定、固定されると、帯状樹脂へのクランプが幅方向いっぱいに、かつ、樹脂端面に極めて近い位置でクランプできるため、樹脂の曲がりぐせなど、ずれの要因を排除した安定した接合位置での保持ができる。
【００１５】
ステージに帯状樹脂を取付けるさい、樹脂のステージ対面側端部からの突出長さを規定する位置出し板を備えると、予め規定した溶融接合面の溶融ブロックへの押圧を正確に負荷させることができ、結果、溶融接合を安定した確実なものとすることができる。また、該位置出し板をステージ上で回動可能とすると、樹脂の取付け時にステージより突出させて該取付け位置のストッパーとし、位置設定後は回動してステージ内に納めて置くことにより樹脂の端面を合致させての融着接合のさいには邪魔にならない。
【００１６】
ステージの少なくとも一方が、帯状樹脂の幅方向に所定の範囲で可動可能とすると、前記クランプブロックや固定ブロックでは合わせきれないような、例えば、帯状樹脂のロットによる寸法の誤差のような、対面する樹脂接合面の僅かな幅方向へのずれに対しても微調整することができる。
【００１７】
ステージに発熱体及び温度センサーを備えてステージの温度を制御することで、セットされた帯状樹脂を予め適度に予熱しておくことができ、また、寒い時などに溶融から接合までの間に融着面の温度が低下するのを防止するなど、寒暖によらず同一条件での融着が可能になる。
【００１８】
ステージの一方側のみを可動ステージとしてスライドすることにより、該スライドに関わる部材を一方のみとすることで装置をコンパクトなものにすることができる。
【００１９】
溶融ブロックが昇降方向への可動に加え、可動ステージのスライドにより対面方向に可動されることにより、一方側のステージのみが移動される場合でも、両側のステージの樹脂端面を溶融ブロックに確実に接触押圧させることができ、また、溶融後には剥離することができる。
【００２０】
前記溶融ブロックの対面方向への可動をリニアガイドとばね弾性体とにより、弾性伸縮により可動するものとすると、該可動に可動ステージのスライド手段を利用することができ、他の動力源を必要としない。また、可動ステージと同一の可動源となることで可動タイミングを合わせる別の手段が必要ない。
【００２１】
融着動作部分を搭載した載置台をボックス形状に形成する基台に配設し、基台底面にキャスターを備えると、搬送のさいに移動が容易で扱いやすい。また、形成するボックス内に制御ボックスなどを収容する構成として全体をコンパクトにまとまった構造とすることができる。
【００２２】
ステージを含む融着動作部分に開閉可能な安全カバーを備えると、野外での使用のさいに加熱部などへの風雨を避けることができ、また、作業者の操作中の意図しない発熱部分やスライド部分への接触を避けることができる。
【００２３】
溶融ブロックの樹脂端面との接触部に、溶融した樹脂の付着を防止する表面処理を施しておくと、溶融ブロックに樹脂が付着して残り、樹脂表面が凸凹になって接合が上手くいかなくなる事態を防止することができる。また、溶融ブロック表面に樹脂の付着が無いきれいな状態を保つことができる。
【００２４】
融着時間が予め設定された選択可能な切り替えスイッチを備えると、作業現場での条件設定が簡素化され作業が効率化される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の帯状樹脂の端面融着接合装置によると、下水道更生材のような肉薄で複雑な接合端面を持つ帯状樹脂であっても、端面同士を融着接合する際に、該端面の位置を微調整可能なため、接合面のずれを抑えることができる。
また、現場作業に適用して、運搬、移動等で扱いやすく、外気温が低いなどの気象条件であっても安定した融着接合できる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態の帯状樹脂の端面融着接合装置の全体構成を示す正面図。
【図２】前記形態の全体構成の側面図。
【図３】前記形態のステージ、スライド手段、及びクランプ部等の溶融ブロックを除く主要部を示す正面図。
【図４】前記形態の主要部の上面図。
【図５】前記形態の主要部の可動ステージ側の上面図。
【図６】前記形態の主要部の固定ステージ側の上面図。
【図７】前記形態の溶融ブロックを示す正面図。
【図８】前記形態の溶融ブロックの側面図。
【図９】前記形態の帯状樹脂設置に関わる設定部を示す構成図。
【図１０】前記形態の樹脂と溶融ブロックの発熱体との位置関係を示す説明図。
【図１１】前記形態のクランプブロックと位置決めブロックを示す構成図。
【図１２】帯状樹脂の一例となる下水道更生材の種類を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参考にしながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本形態の帯状樹脂の端面融着接合装置を示す全体構成図で、図１が正面図、図２が側面図を示している。
本装置は、例えば、老朽化した下水道管等を更生するさい、既設管の内周面に更生管を敷設するため、帯状更生材９を前記内周面に連続して螺旋状に巻回し新たな管を形成する工法に使用され、ドラムに巻かれて提供される長尺な硬質塩化ビニルの帯状更生材９の端面同士を、溶融し、互いに突き合せて接合するために用いられる。
【００２８】
本形態の装置の説明の前に、本装置に好適となる帯状樹脂である下水道管の更生材に付いて簡単に説明する。図１２Ａは本例に適用となる下水道更生材の断面図を示しており、ここでは形状やサイズが異なる４種類を示している。いずれも全体として長尺な帯状に形成されており、ドラムに巻かれて提供され、修復される下水道管等の形状、大きさなどにより使い分けられている。
該更生材９は硬質な塩化ビニル樹脂により形成され、内面となる側（下水道管の表面側）はほぼ凹凸のない水平面９１に形成され、幅方向の一方端側のみ螺旋状に巻回するさいに隣接する更生材のオスロック部９２と嵌合させるメスロック部９３として凹部が形成され、該メスロック部９３に延設して裏側面方向に適当な角度に折り曲げ、接続を補強するサブロックのためのオス部９４を端部として形成している。一方、外面となる側（下水管の既設管側）は、前記メスロック部９３と反対側の側端部に該メスロック部９３と嵌合するオスロック部９２の突起が形成され、更に、既設管との隙間にモルタル等の裏込め材を注入して管を強固に一体化するためのＴ字状の突起として形成するリブ９５を適当間隔で備えて形成している。
図１２Ｂは、更生材９の側面同士がロックされた状態を示し、オスロック部９２とメスロック部９３による嵌合と、サブロックのためのオス部９４とメス部９５１によりダブルロックされる構造となっている。
【００２９】
本形態の融着接合装置は、前記更生材９の取り付け部となる、間隔を設けて対向して設ける可動ステージ１１及び固定ステージ１２と、可動ステージ１１を対面方向（更生材９の軸方向）に往復可動させるスライド手段２と、固定ステージ１２を幅方向へ所定の範囲可動するスライド手段２ａと、該対面方向へのスライド手段２及び幅方向へのスライド手段２ａを介して前記ステージ１を取り付けた載置台３と、前記更生材９の端部をステージ１に固定、保持するクランプ部４と、該クランプ部４による固定のさい、更生材９の長さ方向（軸方向）の取り付け位置を設定し、上方から押圧保持するクランプブロック５と、前記ステージ１に配置して、更生材９の幅方向の取り付け位置を設定する位置決めブロック６と、前記可動ステージ１１と固定ステージ１２の間に出退可能で、昇降方向及び対面方向に往復可動する溶融ブロック７と、前記載置台３を搭載してボックス状に形成される、底面にキャスター３６を備えた基台３４と、前記ステージ１を含む融着機能部を覆って開閉可能に設ける安全カバー３７と、前記溶融ブロック７の温度設定及び制御、並びに、樹脂への加熱時間を設定及び制御が可能な制御手段や、対応する更生材９により溶融時間が予めプログラムされた切り替えスイッチ８２等を収容する制御ボックス８１により構成する。
【００３０】
次に各部に付いて詳細に説明する。図３〜図６は、ステージや該ステージのスライド手段等、溶融ブロックを除いた主要部を示しており、図３が該主要部の正面図、図４が上面図で、図５が図４の可動ステージ、図６が固定ステージを拡大した図である。また、図７及び図８は、溶融ブロックを示しており、図７は正面図、図８は熱板側からの側面図で対面方向への可動手段については省略されている。そして、図９及び図１０は、本装置に更生材を取付けたさいの取付け部を示しており、図９Ａは上面図、図Ｂは装置の側面方向からの図を示し、図１０は、更生材が溶融ブロックと当接しされるさいの溶融ブロックに内挿される発熱体との位置関係を示している。また、図１１は、図１２の更生材に適合して換装されるクランプブロック、位置決めブロックを示しており、図１２の更生材９ａから９ｄが各々図１１のクランプブロック、位置決めブロック５ａ、６ａから５ｄ、６ｄに適合するものとなっている。
【００３１】
ステージ１は、長尺な更生材９の端面９６を対面させて固定しておく取付け部で、スライド手段２により軸方向に往復可動する可動ステージ１１と、軸方向へ可動ぜず、スライド手段２ａにより僅かな範囲で幅方向に可動する固定ステージ１２よりなり、可動ステージは１１、載置台３に取り付けたスライド手段２のスライドシャフト２１とブッシュハウジング２２を介して該載置台３取り付けられ、固定ステージ１２は、載置台３に取り付けた幅方向に可動可能なスライド手段２ａの摺動シャフト１３とシャフト接続部１７を介して該載置台３に取り付けられて、初期状態（ステージ同士が開いた状態）で溶融ブロック７が出退可能な十分な間隔を備えて対向配置して設けられる。本形態のようにステージ１の一方側のみを軸方向、あるいは、幅方向に可動する形態にすることにより、後記するスライド手段２を一方側に備えれば良いなど装置をコンパクトにすることができる。
【００３２】
また、双方のステージ１１、１２には、樹脂を予熱、また、先端の溶融温度を維持するため、金属保護管内に発熱体を入れ絶縁剤を充填し、保護管を封入して形成されたカートリッジヒーター（発熱体）１５と、熱電対（温度センサー）１６が組み込まれており、これによる溶融前の樹脂の予熱効果や、溶融後の温度低下防止効果により、外気温が低いときなど外部条件が変わっても融着時間などの設定条件を変更することなく、安定して樹脂先端面９６が融着温度を維持できるようになっている。
【００３３】
そして、前記、固定ステージ１２を幅方向へ所定の範囲可動するスライド手段２ａは、固定ステージ１２の下方に載置台３に取り付けて設けられ、該ステージ１２を幅方向に摺動可能に保持する摺動シャフト１３と、シャフト１３に覆着されたシャフト１３に対して摺動するシャフト接続部１７と、ステージ１２側面側に螺合され、枠体３１に保持された、固定ステージ１２を幅方向に左右させるアジャスターボルト１４により基本構成される。
摺動シャフト１３は、前記固定ステージ１２の幅方向を軸として平行に２本が設置され、双方の両端には可動の幅を限定するためのセットカラー１３１がストッパーとして備えられている。そして、前記の通り載置台３に固定される一方、シャフト１３に覆着するシャフト接続部１７を摺動可能に取り付けて形成される。
【００３４】
固定ステージ１２には、前記アジャスターボルト１４に螺合するネジ穴１８が備えられており、該アジャスターボルト１４の締め込みの程度により、シャフト１３に対して固定ステージ１２のシャフト接続部１７が幅方向に摺動して左右し、更生材９の幅方向に数ミリ程度（本例においては２．５ｍｍ）可動させることができ、更生材９を対面して取り付けたとき、ロット等による接合面の僅かなずれを微調整することができる機能となっている。
そして、微調整された後は、固定ステージ１２が調整された位置から動かないように、ステージ１２を貫通する長穴を通して枠体３１にスリ―ロブノブ１９を用いてねじ留め固定される。尚、ここで用いられる、アジャスターボルト１４やスリーロブノブ１９は工具を使用することなく、調整や固定ができるため作業効率が良く、特に、現場での作業には有効となっている。
【００３５】
可動ステージ１１を更生材９の対面方向（軸方向）に往復可動するスライド手段２は、可動ステージ１１の下方に載置台３に取り付けて設けられ、該ステージ１１を摺動可能に保持するスライドシャフト２１と、同じく可動ステージ１１の下方に載置台３に固定して設ける往復可動の動力となるエアシリンダー２３により基本構成される。
スライドシャフト２１は、可動ステージ１１の軸方向に平行に２本が設置され、前記の通り載置台３に固定される一方、可動ステージ１１に固定され、スライドシャフト２１に覆着して設けるブッシュハウジング２２により該ステージ１１を摺動可能に取り付けて形成する。
【００３６】
エアシリンダー２３は一般的な汎用のものを用いれば良いため、構造や作動原理等の説明は省略し、本形態での動作のみを説明する。本例では、シリンダーボディー２３１を、シリンダー台２４を介し載置台３に固定し、ピストンロット２３２に接続されたフローティングジョイント２３３を介して、可動ステージ１１下部に固定されているシリンダープレート（可動体）２３４を軸方向に前後往復可動することにより、可動ステージ１１のブッシュハウジング２２がスライドシャフト２１に摺動して動き、可動ステージ１１が軸方向に往復可動される。
【００３７】
載置台３は、前記ステージ１を摺動するスライド手段２や、前記固定ステージ１２を範囲可動するスライド手段２ａや、後述する溶融ブロック等が設置され、枠体３１に取り付けられており、前記移動ステージ１１を初期状態に配置したさい固定ステージ１２との間に溶融ブロック７を出退させるための開口部３３が設けられている。そして、本例においては、該載置台３が後記する基台３４の上部フレーム３４１ａの上に、前記軸方向や幅方向へのスライド手段の構成部を設置する空間を設けて平行に配置される。
【００３８】
クランプ部４には、下方押え型のトグルクランプ４０が用いられ、各々のステージ１１、１２上で、該ステージ１の対面側の端部、即ち、更生材９の融着接合面９６付近をクランプできる位置にクランプベース４１を固定して設置し、操作レバー４２の回動操作によりアーム４３が回動して、該アーム４３に取り付けられたアタッチメント４４がクランプブロック５を押圧して、結果、更生材９をステージ１とクランプブロック５で挟持してクランプする構造となっている。尚、本例においては、アタッチメント４４は、ネジ状の長さ調整部４４１を備えており、押圧の強さを自在に変えることができるものとしており、先端の当接部４４２はカップ状として広い面に当接されるものとしている。
【００３９】
クランプブロック５は、クランプしたさい、更生材９のＴ字型のリブ９５等凹凸のある側に当接され、更生材の融着接合面９６にずれが生じないように、更生材９の形状に適合して特定位置を保持するもので、金属等の硬質材よりなりクランプ側に位置するブロック本体５１と、弾性ゴム材よりなる樹脂への当接面となる弾性プレート５２により構成され、対面側となる側面端部５３が前記ステージ１の対面側の端部と平行に、かつ、ほぼ同位置に端部面を位置させ、極力更生材９の融着接合される端面９６に近い部分を押えられるようにステージ１に着脱自在に取り付けられる。そして、更生材９ａ〜９ｄの形状による種類ごとに適合するクランプブロック５ａ〜５ｄが用意されており、形状に適合したものが選択され付け替えられて使用される。また、本例では弾性プレート５２を複数のプレートに分割（本例では、３分割）して、樹脂の形状に適合して当接される段差を備えてブロック本体５１に接続している。例えば、図９に示すように、更生材９はサブロック部のオス部９４、Ｔ字状のリブ９５、オスロック部９２で高さが異なるため、押え部となる各々の弾性プレート５２１、５２２、５２３に段差を設けて構成している。このように、種類によりブロック本体５１や弾性プレート５２の厚さが異なるため、また、適用する更生材９ａ〜９ｄにより付替えを必要とするため、ステージ１への取付けは、極力工具を使用せず手指でも容易にできるように、長さ方向の一方側にはローレットノブ５４１、他方にはスリーロブノブ５５を用いている。
【００４０】
また、該クランプブロック５は、スリーロブノブ５５をステージ１から外した状態でローレットノブ５４のシャフト５４０を軸としてステージ１上を自在に可動することができ、更生材９の取付けや、取り替えのさいにローレットノブ５４１側を取り外すことなく設置することができる。また、クランプブロック５を、更生材９を保持する特定位置に設定するためのブロック位置決めピン５７が設けられており、該ピン５７により、取り外したり、回動させたりしても容易にかつ確実に予め決められた特定位置に該ブロック５を設定することができ、ローレットノブ５４１及びスリ―ロブノブ５５の締め付けにより容易に固定することができる。尚、図面では、クランプブロック５が、可動ステージ１１の側はステージ対面側と平行に設置されている状態、固定ステージ１２側は９０°回動してステージ対面側と直角に置かれた状態が示されている。
【００４１】
また、クランプブロック５のローレットノブ５４のシャフト５４０にはステージ１に接して、更生材９のステージ１の対面側端面からの突出長さを規定するためのストッパーとなるＬ字型に形成される位置出し板５６が、該シャフト５４０を軸として回動可能に設けられており、更生材９の設置のさいに、ステージ１から突出した状態に置かれ（図４の移動ステージ側参照）、樹脂端面９６をこれに当接するまで突出させて設定される、樹脂の長さ方向へのストッパーとなっている。尚、ステージ１上には、回動する位置出し板５６を前記設定位置に特定するための位置決めピン５８を備えており、常に設定位置で回動を留めて正確にかつ容易に位置出し板５６の設定位置を特定することができる。そして、樹脂が特定位置に設定された後は、回動してステージ１内に納めておくことで融着接合中に動作の邪魔になることはない。また、ローレットノブ５４はクランプブロック用５４１と位置出し板用５４２を同軸に２つを設けて、回動操作や固定が、別々にできるように形成されている。
【００４２】
前記クランプブロック５、位置出し板５６と共に、更生材９の融着接合面にずれが生じないように、更生材９の幅方向の取付け位置を特定する位置決めブロック６は、本形態ではステージ１上の凹み部１００に嵌着する態様で着脱自在に取り付けられ、更生材９ａ〜９ｄの形状ごとに適合する位置決めブロック６ａ〜６ｄが用意されており、形状に適合したものが選択され付け替えられて使用される。例えば、図１１に示すように更生材９のサブロックのオス部９４に適合した傾斜６１と、該更生材９のメスロック部９３の凹部に適合する凸部６２を設けて形成される。尚、位置決めブロック６の形状は保持する樹脂の形状により特定の位置を保持することができ、また、該形状に沿うものであればどのようなものでも良い。
【００４３】
前記可動ステージ１１と固定ステージ１２間に出退して、更生材９の端面９６を溶融するための溶融ブロック７は、内部に発熱体となるカートリッジヒーター７１１と温度センサーとなる熱電対７１２を組み込んだ熱板７１と、該熱板７１を昇降方向に可動する昇降手段７２と、対面方向に可動する平行摺動手段７５より構成し、熱板７１はアルミニウムやステンレスなどの金属よりなるブロック体よりなり、該熱板７１が樹脂と接触するさい、樹脂と同じ高さに位置する様にカートリッジヒーター７１１を幅方向に水平に設け（図１０参照）、また、熱板７１の適当な位置に熱電対７１２を内蔵させて形成した。また、熱板７１表面には、溶融した樹脂の付着により樹脂の端面が凸凹になってしまうことを防止するため、溶融した樹脂が付着して残りにくいフッ素樹脂を含む表面処理を施して形成されている。
【００４４】
溶融ブロック７の昇降手段７２は、前記可動ステージ１１のスライド手段２と同様にエアシリンダー７２１を動力として用いており、シリンダーボディー７２２をシリンダー固定プレート７４、溶融ブロック設置テーブル７３及びリニアガイド７６を介して載置台の下方に固定し、ピストンロット７２３に接続されるフローティングジョイント７２４により、断熱構造材よりなる可動体７２５を昇降方向に可動して、該可動体７２５に接続された熱板７１を上下に往復可動する。尚、この往復可動は、制御手段により移動距離、移動停止時間が制御されて動作される。
【００４５】
一方、溶融ブロック７の対面方向への水平摺動手段７５は、ガイドレール７６１の溝７６２を、スライダー７６３が摺動して可動するリニアガイド７６と、該リニアガイド７６と平行に設け連動して可動するばね弾性手段７７により基本構成され、該ばね弾性手段７７は、シャフト７７１に覆着して設ける伸縮するスプリング７７２の一方端部を前記スライダー７６３と溶融ブロック設置テーブル７３を介して連接、連動して水平可動するスプリング受け７７３に取り付け、他方端部を載置台３の下方に接続した可動しないストッパーブロック７７４に固定して形成された。
この往復可動は、可動ステージ１１に取り付けられた更生材９の端面９６により押圧された熱板７１が固定ステージ１２側に可動すると、熱板７１に連結されているリニアガイド７６のスライダー７６３が同方向にスライドすると共に、スプリング受け７７３が可動してスプリング７７２が収縮した状態になる。そして、可動ステージ１１が元の位置に戻ると、更生材９による押圧の解除によりスプリング７７２が復元力により伸長してスプリング受け７７３と共にスライダー７６３が元の位置に戻って、熱板７１が固定ステージ１２側の更生材９から離されることになる。
【００４６】
基台３４は、本装置のステージ１を含む更生材の取付け部を設置した載置台３を搭載してボックス状に形成され、本構成においては、フレーム３４１で組まれた矩形の枠体にパネル３４２を取り付け、前面には開閉する扉３５を設け、上面には基台３４の内部を保護するなどの目的でプレート３２を設けた。また、前記の通り、該基台３４の上部となる上部フレーム３４１ａには載置台３が取り付けられる。そして、少なくとも融着接合部となる更生材９の取付け部や溶融ブロック７には、該部位を覆い風雨を避けたり、不慮の接触を防止したりするため、蝶番により開閉可能な安全カバー３７を設け、更に、現場への搬送、移動を考慮して、装置上面部には車への積み下ろしを容易とする吊フック３８を、底部には移動を容易とするキャスター３７を備えて構成した。また、ボックス内には装置への条件性や制御を行なう制御ボックス８１が搭載されており、装置全体がボックス化されコンパクトで搬送しやすいものとして形成されている。
【００４７】
溶融ブロック７の溶融温度やステージ１の予熱温度は、溶融する樹脂の種類等により制御ボックス８１内の設定装置により適当に設定され、前記熱電対１６、７１２により計測され制御ボックス８１内の制御装置で制御される。また、溶融時間は樹脂の種類や溶着面の大きさにより自在に設定することもできるが、頻繁に使用される、例えば下水道の更生材９の数種類については、予めプログラムされた時間を選択的に設定できる切り替えスイッチ８２を備えた。また、各可動部の動作、及び、タイミングについても予めプログラムしておくこともでき、設定温度及び溶融時間の設定、あるいは、切り替えスイッチ８２の設定により容易に操作することができる。
【００４８】
次に、本装置への帯状樹脂の取付けと、融着接合の動作に付いて、帯状樹脂として前記した下水道更生材９を例として説明する。尚、溶融温度や溶着時間は予め設定して置くが、本装置では、融着接合中での温度低下による接合強度の低下を考慮して、硬質塩化ビニルの溶融温度より高く（本例においては、２６０℃）設定し、溶融時間を更生材の端面の表面積の大きさにより１０秒から２０秒程度に設定した。尚、この時間の設定は前記の通り、予めプログラムされている更生材９であれば切り替えスイッチ８２を合せるだけで設定される。
【００４９】
本装置でのステージへの更生材の取付けは、次の手順により行われる。
１．融着する更生材９の形状に適合する位置決めブロック６を選択し、ステージ１に設ける嵌合凹み部１００に嵌着して固定し、位置出し板５６を回動してステージ１より突出させた特定位置（更生材端面の長さ方向の設定位置）にセットする。
２．前記位置決めブロック６の凸部６２に更生材９のメスロック部９３を嵌合し、位置出し板５６に端面９６を当接させて更生材９を設定位置に置く。
３．前記更生材９と適合するクランプブロック５を選択し（必要であればブロック本体５１と弾性プレート５２を組み合わせ）、更生材９をステージ１と挟むようにステージ１に、ローレットノブ５４１やスリーロブノブ５５を用いて取り付け、位置出し板５６を回動してステージ１内に納める。
４．トグルクランプ４０の操作レバー４２を回動して、アタッチメント４４によりクランプブロック５を押圧することで更生材９が特定位置に固定される。必要があればアタッチメント４４の上下操作により押圧の程度を調整する。
５．必要に応じて固定ステージ１２に対し、アジャスターボルト１４を用いて幅方向に微調整を行ない、更生材９の僅かなずれを調整する。
【００５０】
ステージに更生材９を対面して取り付けた後、融着接合は、次の工程で動作される。
１．スタートスイッチを押すと、溶融ブロック用エアシリンダー７２１により熱板７１が上昇し、ステージ１間（更生材の端面９６間）に位置される。
２．溶融ブロック７が上昇すると、ステージ用エアシリンダー２３により可動ステージ１１が対面側にスライドして、該ステージ１１に取り付けられた更生材の端面９６が熱板７１に接触する。
３．可動ステージ１１が更にスライドして、熱板７１を押圧することにより、溶融ブロック７のリニアガイド７６のスライダー７６３がスライドしてスプリング７７２が収縮し、熱板７１が対面方向に可動して固定ステージ１２に取り付けられた更生材９の端面９６に接触、押圧される。
４．このように熱板７１の両面に端面９６を接触した状態で所定時間保持され、更生材９が溶融される。
５．所定時間接触して溶融工程が終了すると、可動ステージ１１が元の位置まで戻り、可動ステージ１１側の更生材９が熱板７１から剥離されると、同時に、更生材端面９６の押圧から開放されてスプリング７７２が元の形状に伸長して、固定ステージ１２側の更生材９も熱板７１から剥離される。
６．可動ステージ１１が戻ると、溶融ブロック７が下降して元の位置に戻り、可動ステージ１１と固定ステージ１２間から熱板７１が排除される。
７．溶融ブロック７が下降すると、可動ステージ１１が再び固定ステージ１２側にスライドして、溶融された更生材の端面９６同士を接触させ所定時間保持して融着接合ができる。
８．接合され一体化した更生材９は、クランプブロック５を回動し、あるいは外して装置から取り外される。
【００５１】
本形態の装置によると、更生材９の形状に合わせてクランプブロック５や位置決めブロック６を選択してのクランプ保持ができること、また、固定ステージ１２が幅方向に可動することで僅かな位置ずれも微調整できることにより、更生材９の端面９６を対面配置したとき、可動ステージ１１側と固定ステージ１２側の端面をずれなく保持させることができ、肉薄で複雑な形状の帯状樹脂であっても確実な融着接合が可能で、ずれに起因する融着強度の低下を排除することができる。一方で、前記クランプブロック５、位置決めブロック６、及び、固定ステージ１２の脱着、微調整など、非効率とも思える作業も工具等を使わずに、あるいは、使っても容易に可能な取付け手段などとしており、作業の効率を悪くすることがない。
また、溶融ブロック７の熱板７１表面には融着樹脂付着防止の表面加工が施されていることにより、樹脂表面が粗となり融着強度不良となることが防止できる。
更に、装置をボックス化し、ステージ１のスライド機構２を一方側のみに設ける等のコンパクト化を図っており、また、搬送のための吊上げフック３８やキャスター３６を設けたり、安全カバー３７を備えたりする等、現場作業に好適な装置となっている。
加えて、更生材９の違いによる溶融時間が、使用頻度の高いものに付いては予めプログラムされており、それらに付いては、切り替えスイッチ８２を合せることで設定作業なしできるなど作業を効率的にできる機能を備えた装置となっている。
【符号の説明】
【００５２】
１．    ステージ
１００．位置決めブロック嵌着凹部
１１．  可動ステージ
１２．  固定ステージ
１３．  摺動シャフト
１３１．セットカラー
１４．  アジャスターボルト
１５．  カートリッジヒーター
１６．  熱電対
１７．  シャフト接続部
１８．  アジャスターボルト用ネジ穴
１９．  スリーロブノブ
２．    スライド手段（可動ステージ）
２ａ．  スライド手段（固定ステージ）
２１．  スライドシャフト
２２．  ブッシュハウジング
２３．  エアシリンダー
２３１．シリンダーボディー
２３２．ピストンロット
２３３．フローティングジョイント
２３４．シリンダープレート
２４．  シリンダー台
３．    載置台
３１．  枠体
３２．  プレート
３３．  開口部
３４．  基台
３４１．フレーム
３４１ａ．上部フレーム（フレーム上部）
３４２．パネル
３５．  扉
３６．  キャスター
３７．  安全カバー
３８．  吊フック
４．（４０．）クランプ部（トグルクランプ）
４１．  クランプベース
４２．  操作レバー
４３．  アーム
４４．  アタッチメント
４４１．長さ調節部
４４２．先端当接部
５．    クランプブロック
５１．  ブロック本体
５２．（５２１、５２２、５２３）弾性プレート
５３．  側面端部
５４．  ローレットノブ
５４０．シャフト
５４１．（クランプブロック用）ローレットノブ
５４２．（位置出し板用）ローレットノブ
５５．  スリーロブノブ
５６．  位置出し板
５７．  ブロック位置決めピン
５８．  位置出し板位置決めピン
６．    位置決めブロック
６１．  傾斜部
６２．  凸部
７．    溶融ブロック
７１．  熱板
７１１．カートリッジヒーター
７１２．熱電対
７２．  昇降手段
７２１．エアシリンダー
７２２．シリンダーボディー
７２３．ピストンロット
７２４．フローティングジョイント
７２５．可動体
７３．  溶融ブロック設置テーブル
７４．  シリンダー固定プレート
７５．  平行摺動手段
７６．  リニアガイド
７６１．ガイドレール
７６２．溝
７６３．スライダー
７７．  ばね弾性手段
７７１．シャフト
７７２．スプリング
７７３．スプリング受け
７７４．ストッパーロック
８１．  制御ボックス
８２．  切り替えスイッチ
９．    更生材
９１．  水平面
９２．  オスロック部
９３．  メスロック部
９４．  サブロックオス部
９５．  リブ
９５１．サブブロックメス部
９６．  端面
【要約】
【課題】下水道更生材のような肉薄で複雑な端面を持つ帯状樹脂であっても接合面のずれを抑えることができ、また、野外作業で使い勝手が良く、安定した融着接合ができる帯状樹脂端面の融着接合装置を提供すること。
【解決手段】融着接合装置は、帯状樹脂の端面を対面させて保持し、所定間隔を設けて対向配置する２つのステージ１１、１２と、該ステージの少なくとも一方を対面方向に往復可動するスライド手段２と、前記ステージを設置する載置台３と、前記樹脂の端部をステージ上に保持するクランプ部４と、該クランプ部によるクランプのさい、帯状樹脂を上方から保持するクランプブロック５と、樹脂をステージの特定位置に設定する位置決めブロック６、及び、前記ステージ間に出退する昇降方向に往復可動する発熱体を内蔵する溶融ブロック７と該溶融ブロックの温度設定及び制御、並びに、樹脂への加熱時間の設定及び制御が可能な制御手段により構成した。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005855203.tif 000008
【図８】
0005855203.tif 000009
【図９】
0005855203.tif 000010
【図１０】
0005855203.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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