(57)【要約】熱可塑性樹脂材（２ａ、２ｂ）の溶着対象部分とその近傍の表面を、芯材（１）の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、加熱手段とを有し、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して圧迫領域を芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、芯材に被せた熱可塑性樹脂材を取り出すよう構成している。
2013122083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２】
熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３】
前記圧迫手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、前記第一の圧力から前記第一の圧力より大きい前記第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を広げるよう構成した請求項２に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項４】
熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、前記芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項５】
熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、前記芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項６】
前記圧迫手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、前記第一の圧力から前記第一の圧力より大きい前記第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるよう構成した請求項５に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項７】
前記圧迫手段は、前記芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
前記加圧チューブの前記芯材の軸方向と直角方向に流体圧を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を、前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間を有する中空ハウジングと、
前記空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、
前記加圧チューブに前記中空ハウジングを一部密着して、前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成し、前記空洞に前記流体供給手段により流体を供給することより、
前記加圧チューブを前記芯材の軸と直角方向に変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項８】
前記圧迫手段は、伸縮可能な加圧シートと、
当該加圧シートに流体圧を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を、前記加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴を有する中空ハウジングと、
前記空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、
前記加圧シートに前記中空ハウジングを一部密着して、前記加圧シートとの間に空洞を形成し、
前記空洞に前記流体供給手段により、流体圧を供給することにより、
前記加圧シートを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項９】
前記圧迫手段の圧力を気体圧で供給することとしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１０】
前記圧迫手段の圧力を液体圧で供給することとしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１１】
前記圧迫手段は、前記芯材の軸方向および軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
当該加圧チューブを、前記芯材の軸方向に圧力を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段により、前記加圧チューブに前記芯材の軸方向の圧力を与えることにより、
前記加圧チューブを前記芯材の軸と直角方向に変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１２】
前記加圧チューブの肉厚を、端部で厚く、中央部に向かって薄くなるよう、前記芯材の軸方向に異なる肉厚とした請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１３】
前記加圧チューブを前記熱可塑性樹脂材の外側に位置させた場合において、
前記加圧チューブの内径を、端部で大きく、中央部に向かって小さくなるよう、前記芯材の軸方向に異なる内径とした請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１４】
前記加圧チューブを前記熱可塑性樹脂材の内側に位置させた場合において、
前記加圧チューブの外径を、端部で小さく、中央部に向かって大きくなるよう、前記芯材の軸方向に異なる外径とした請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１５】
前記加圧チューブの加圧前の肉厚を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１３または請求項１４に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１６】
前記加圧チューブの加圧前の外径を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１３に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１７】
前記加圧チューブの加圧前の内径を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１４に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１８】
前記加熱手段を前記圧迫手段の外側に設けたことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１９】
前記芯材として管状の芯材を用い、管状をした前記芯材の中空部に前記加熱手段を配置し、
前記加熱手段で前記芯材を加熱して、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２０】
前記加熱手段を、高周波誘導加熱手段として、
前記加熱手段で前記芯材を加熱し、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２１】
前記加熱手段を、レーザ加熱手段として、
前記加熱手段で前記芯材を加熱し、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２２】
支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を前記支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２３】
支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を前記支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２４】
支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２５】
支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２６】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、
前記芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、前記中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、
を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧チューブに流体圧を与えられたときに、前記加圧チューブを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものである溶着装置用の押圧ユニット。
【請求項２７】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、
伸縮可能な加圧シートと、
前記加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴が形成され、前記開放穴に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、
を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧シートに流体圧を与えられたときに、前記加圧シートを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものである溶着装置用の押圧ユニット。
【請求項２８】
芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、当該加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、当該中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧チューブに流体圧を与えられたときに、当該加圧チューブを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫する押圧ユニットを着脱自在にした請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２９】
伸縮可能な加圧シートと、当該加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴が形成され、開放穴に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧シートに流体圧を与えられたときに、当該加圧シートを膨張させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫する押圧ユニットを着脱自在にした請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３０】
前記流体供給手段に流体を加熱する加熱手段を接続して、加熱した流体の流体圧を用いることとした請求項８又は請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３１】
前記圧力制御部は、加圧制御と減圧制御を行うようにした請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カテーテルのような直径が０．２〜１０ｍｍ程度の細い熱可塑性樹脂管や、直径が１０ｍｍを越える熱可塑性樹脂管等の熱可塑性樹脂材を溶着する溶着装置、溶着方法、および溶着装置用の押圧ユニットに関する。本発明は特に、継ぎ目部分をピンホールの無い滑らかな表面として接続する熱可塑性樹脂材の溶着装置、溶着方法、および溶着装置用の押圧ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポリエチレン製の管等のような細い熱可塑性樹脂管を溶着する溶着装置および溶着方法が実用化されている。特に、カテーテルは細くて肉厚も薄いため、太さの違うカテーテルを重ね、重ねた部分を熱収縮チューブで被い、熱収縮チューブの収縮力を用いて溶着する方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
しかし熱収縮チューブを用いる方法では、（１）熱収縮チューブを均一に収縮させることが難しい。（２）熱収縮チューブの溶着前のセット作業と溶着後の除去作業が自動化しにくい。（３）熱収縮チューブを再利用できない。という欠点があった。そのため、熱収縮チューブの代わりにシリコンゴムなどの加圧チューブを用いて、当該加圧チューブを軸心方向に延伸することで溶着対象部分を全周から圧迫しながら熱溶着する熱可塑性樹脂管の熱溶着連結方法が提案されていた（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
図３３ＡからＣを用いて、特許文献２に示された従来の熱可塑性樹脂管の溶着方法を説明する。この溶着方法では、まず、図３３Ａのように、ステンレスなどの金属棒でできた支持部材である芯材（マンドレル）５１上に、小径の熱可塑性樹脂管５２ａと大径の熱可塑性樹脂管５２ｂの先端部を同軸上に重ね、重ねシロ部５３を作っている。そして、図３３Ｂのように、左側チャック部５５と右側チャック部５６で両端を保持したシリコンチューブなどの離形性の良い加圧チューブ５４の中に溶着対象部分である重ねシロ部５３を入れる。その後、図３３Ｃのように右側チャック部５６を図面右側の矢印方向に移動して、加圧チューブ５４を軸心方向に延伸する。加圧チューブ５４は軸心方向に延伸すると、径方向つまり芯材５１の軸と直角方向に細くなり、加圧チューブ５４の内壁は重ねシロ部５３を全周から圧迫する。この状態で、加圧チューブ５４の周囲に設けた熱源５７を加熱し、外側からの熱により重ねシロ部５３を溶融させて熱溶着する。熱溶着後、右側チャック部５６を図面左側に戻して加圧チューブ５４を元の姿に戻し、溶着した熱可塑性樹脂管を取り出すようにしている。【０００５】
この従来の方法によれば、（１）熱可塑性樹脂管の重ねシロ部を均一に圧迫できる。（２）一方のチャックを移動することにより、加圧チューブの圧迫力を変化させ、熱可塑性樹脂管を簡単にセット、あるいは除去できる。（３）加圧チューブを繰り返し使用できる。
しかし、この従来の方法は、太さの違う熱可塑性樹脂管を重ね合わせて溶着する方法であるという点を含め、熱可塑性樹脂管の溶着方法あるいは溶着装置としては、幾つかの課題を残していた。【０００６】
例えば、図３４Ａに示したように、支持部材である芯材５１に被せた同じ太さの熱可塑性樹脂管６２ａ、６２ｂを突合せ溶着しようとする場合、図３４Ｂのように、熱可塑性樹脂管６２ａ、６２ｂの溶着対象部分である突合せ部（突合せ面近傍）を加圧チューブ５４の中央の位置（図中、左端からＬ／２の位置）に置いたとしても、図３４Ｃのように右側チャック５６を図面右側の矢印方向に移動すると、加圧チューブ５４がΔＬだけ伸びる。そして、加圧チューブ５４の中央の位置もΔＬ／２だけ同方向に移動してしまう。熱可塑性樹脂管６２ａ、６２ｂの突合せ面は芯材５１との摩擦力により元の位置にとどまろうとするが、加圧チューブ５４の内壁が突合せ面を離す方向に移動する。これにより熱可塑性樹脂管６２ａ、６２ｂの突合せ面が離れると空間６３ができる。このような空間６３が発生すると、溶着部分にピンホールが生じやすくなるという課題がある。【０００７】
また、この従来の方法は、その他に、熱可塑性樹脂管の外周を任意の圧力で圧迫することが難しい。加圧チューブ５４を熱源５７で直接加熱するので、熱可塑性樹脂管の除去あるいはセット時に加圧チューブ５４の温度が下がるのを待つ必要がある。外側からの加熱であるため、外側となる管（外管）の融点が低い組み合わせの接続には不向きである（例えば、特許文献３参照）、という種々の課題がある。【０００８】
また従来の方法は、既に管状になっている熱可塑性樹脂管を溶着して接合するもので、例えばシート状をした熱可塑性樹脂材を芯材に巻きつけ、突合せ溶着して熱可塑性樹脂管を得ることや、平板状の熱可塑性樹脂材を平板状のまま突合せ溶着したり、平板状のまま重ね合わせ溶着したりすることは考慮されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−２８０９６８号公報
【特許文献２】特開平８−１０８４７７号公報
【特許文献３】特開平８−２３８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、熱可塑性樹脂材を突合せ溶着、あるいは重ね合わせ溶着する溶着装置および溶着方法において、（ａ）溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかにする。（ｂ）溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に設定する。（ｃ）溶着後、加圧チューブ等の圧迫手段を迅速に冷却するという諸課題を解決した熱可塑性樹脂材の溶着方法及び溶着装置を提供することを課題としている。そして、（ｄ）外管の融点が低い組み合わせにも適する内部加熱を可能にすることを課題としている。また、（ｅ）一つの溶着装置で、寸法等の違う熱可塑性樹脂材の溶着作業ができるように、溶着装置の押圧ユニットを交換可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、加熱手段と、を有し、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成としている。【００１２】
このように構成したことにより、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面とその近傍を所定の圧力で圧迫して、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍を溶着している。
本発明の請求項２に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、加熱手段と、を有し、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成としている。【００１３】
このように構成したことにより、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫して、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫することにより熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍を圧迫して溶着している。【００１４】
本発明の請求項３に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、圧迫手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、第一の圧力から第一の圧力より大きい第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を広げるよう構成している。
そのため、連続的に圧迫領域を拡大する動作が行われ、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍を連続的にしごき、空気を微細なものを含めて追い出して、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて前記課題（ａ）を解決している。【００１５】
本発明の請求項４に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、加熱手段と、を有し、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して圧迫領域を芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成としている。【００１６】
このように構成したことにより、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を所定の圧力で圧迫して、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍を溶着している。
本発明の請求項５に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、加熱手段と、を有し、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成としている。【００１７】
このように構成したことにより、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫して、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫することにより熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍を圧迫して溶着している。【００１８】
この、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに圧迫領域を拡大する動作が、熱可塑性樹脂材の突合せ面を離れないように押し付けたまま溶着対象部分とその近傍をしごくことになる。熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍をしごくと、圧迫手段と熱可塑性樹脂材の隙間および、芯材と熱可塑性樹脂材の隙間から空気を微細なものを含めて追い出して、芯材と芯材に被せた熱可塑性樹脂材は密着する。圧迫手段と熱可塑性樹脂材、そして芯材と芯材に被せた熱可塑性樹脂材が密着した状態で、芯材を加熱すると、溶着部分でピンホールが発生せず、溶着表面が滑らかに仕上がる。【００１９】
また、本発明の請求項６に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、圧迫手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、第一の圧力から第一の圧力より大きい第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を芯材の軸方向に広げるよう構成している。
そのため、連続的に圧迫領域を拡大する動作が行われ、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍を連続的にしごき、空気を微細なものを含めて追い出して、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて前記課題（ａ）を解決している。【００２０】
また、本発明の請求項７に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置では、圧迫手段は、芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、加圧チューブの芯材の軸方向と直角方向に流体圧を加える加圧手段と、を有し、加圧手段を、加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間を有する中空ハウジングと、空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、加圧チューブに中空ハウジングを一部密着して、加圧チューブの周面との間に空洞を形成し、空洞に流体供給手段により流体を供給することより、加圧チューブを芯材の軸と直角方向に変形させ、熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしている。このことにより、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて前記課題（ａ）を解決している。【００２１】
また、本発明の請求項８に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置では、圧迫手段は、伸縮可能な加圧シートと、当該加圧シートに流体圧を加える加圧手段と、を有し、加圧手段を、加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴を有する中空ハウジングと、空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、加圧シートに中空ハウジングを一部密着して、加圧シートとの間に空洞を形成し、空洞に流体供給手段により、流体圧を供給することにより、加圧シートを変形させて熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしている。このことにより、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて前記課題（ａ）を解決している。【００２２】
本発明の請求項９に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、圧迫手段の圧力を気体圧で供給することとしている。より具体的には、ポンプで気体圧を高め、バルブ（弁）で第一の圧力に設定し、次いで第二の圧力に設定し、溶着した後は、加熱された気体をバルブから排出し、加熱していない気体を流して加圧チューブを冷却している。なお気体としては、空気の他に、必要により窒素などの不活性ガスを用いる。このことにより、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変にして、前記課題（ｂ）を解決している。また、加圧チューブ等の圧迫手段を迅速に冷却するという前記課題（ｃ）を解決している。【００２３】
また、本発明の請求項１０に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、圧迫手段の圧力を液体圧で供給することとしている。なお液体としては、油の他に、必要により水などを用いる。このことにより、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変して、前記課題（ｂ）を解決している。また、加圧チューブ等の圧迫手段を迅速に冷却するという前記課題（ｃ）を解決している。【００２４】
また、本発明の請求項１１に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、圧迫手段は、芯材の軸方向および軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、当該加圧チューブを、芯材の軸方向に圧力を加える加圧手段と、を有し、加圧手段により、加圧チューブに芯材の軸方向の圧力を与えることにより、加圧チューブを芯材の軸と直角方向に変形させて熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するように構成している。【００２５】
このことにより、加圧チューブを軸方向に圧縮することにより芯材の軸と直角方向に変形させて熱可塑性樹脂材の表面を圧迫できるようにしている。機械的に加圧チューブの軸方向に圧力を与えることで本発明の目的を達成することができる。
また、本発明の請求項１２に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加圧チューブの肉厚を、端部で厚く、中央部に向かって薄くなるよう、芯材の軸方向に異なる肉厚としている。【００２６】
加圧チューブの肉厚が薄い部分の内径は、肉厚が厚い部分より伸縮するので、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変するという前記課題（ｂ）を解決している。
また、本発明の請求項１３に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加圧チューブを熱可塑性樹脂材の外側に位置させた場合において、加圧チューブの内径を、端部で大きく、中央部に向かって小さくなるよう、芯材の軸方向に異なる内径としている。【００２７】
このことにより、加圧チューブの内径の小さい部分が熱可塑性樹脂材の表面に早く接するので、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変して、前記課題（ｂ）を解決している。
また、本発明の請求項１４に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加圧チューブを熱可塑性樹脂材の内側に位置させた場合において、加圧チューブの外径を、端部で小さく、中央部に向かって大きくなるよう、芯材の軸方向に異なる外径としている。【００２８】
このことにより、加圧チューブの外径の大きい中央部が熱可塑性樹脂材の内表面に早く接するので、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変して、前記課題（ｂ）を解決している。
また、本発明の請求項１５に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、請求項１３や請求項１４のように加圧チューブの内径あるいは外径を軸方向に異なる径にするとともに、加圧チューブの加圧前の肉厚を芯材の軸方向に均一にしている。【００２９】
このことにより、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変して、前記課題（ｂ）を解決している。
また、本発明の請求項１６に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、請求項１３のように、加圧チューブを熱可塑性樹脂材の外側に位置させた場合において、加圧チューブの内径を、端部で大きく、中央部に向かって小さくなるよう、軸方向に異なる内径としているとともに、加圧チューブの加圧前の外径を芯材の軸方向に均一（同じ）にしている。【００３０】
このことにより、加圧チューブの内径の小さい部分が熱可塑性樹脂材の表面に早く接するので、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変して、前記課題（ｂ）を解決している。
また、本発明の請求項１７に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、請求項１４のように、加圧チューブを熱可塑性樹脂材の内側に位置させた場合において、加圧チューブの外径を、端部で小さく、中央部に向かって大きくなるよう、芯材の軸方向に異なる外径としているとともに、加圧チューブの加圧前の内径を軸方向に均一（同じ）にしている。【００３１】
このことにより、加圧チューブの外径が大きい部分が熱可塑性樹脂材の表面に早く接するので、溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に可変して、前記課題（ｂ）を解決している。
また、本発明の請求項１８に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加熱手段を圧迫手段の外側に設けている。このことにより、熱可塑性樹脂材の加熱ユニットをコンパクト（小型）に構成している。【００３２】
また、本発明の請求項１９に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、芯材として管（パイプ）状の芯材を用い、管状をした芯材の内側の中空部に加熱手段を配置し、加熱手段で芯材を加熱して、加熱した芯材の熱を熱可塑性樹脂材に伝えて溶着している。
このことにより、外管の融点が低い組み合わせにも適する内部加熱を実現して、前記課題（ｄ）を解決している。【００３３】
また、本発明の請求項２０に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加熱手段を、高周波誘導加熱手段として、加熱手段で芯材を加熱し、加熱した芯材の熱を熱可塑性樹脂材に伝えて溶着している。
このことにより、外管の融点が低い組み合わせにも適する内部加熱を実現して、前記課題（ｄ）を解決している。【００３４】
また、本発明の請求項２１に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加熱手段を、レーザ加熱手段として、加熱手段で芯材を加熱し、加熱した芯材の熱を熱可塑性樹脂材に伝えて溶着している。
このことにより、外管の融点が低い組み合わせにも適する内部加熱を実現して、前記課題（ｄ）を解決している。【００３５】
また、本発明の請求項２２に記載の熱可塑性樹脂材の溶着方法は、支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにしている。【００３６】
このことにより、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて、前記課題（ａ）を解決している。
また、本発明の請求項２３に記載の熱可塑性樹脂材の溶着方法は、支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにしている。【００３７】
このことにより、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて、前記課題（ａ）を解決している。
また、本発明の請求項２４に記載の熱可塑性樹脂材の溶着方法は、支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して圧迫領域を芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにしている。【００３８】
このことにより、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて、前記課題（ａ）を解決している。
また、本発明の請求項２５に記載の熱可塑性樹脂材の溶着方法は、支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に、圧迫手段の圧力を下げて熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにしている。【００３９】
このことにより、溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかに仕上げて、前記課題（ａ）を解決している。
また、本発明の請求項２６に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置用の押圧ユニットは、請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、ポンプ接続孔から加圧チューブに流体圧を与えられたときに、加圧チューブを変形させて熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものとしている。このことにより、寸法等の違う熱可塑性樹脂材を溶着するときに押圧ユニットを他の押圧ユニットに交換して対応できるようにしている。【００４０】
また、本発明の請求項２７に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置用の押圧ユニットは、請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、伸縮可能な加圧シートと、加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴が形成され、開放穴に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、ポンプ接続孔から加圧シートに流体圧を与えられたときに、加圧シートを変形させて熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものとしている。【００４１】
また、本発明の請求項２８に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、中空ハウジングに加圧チューブを密閉的に固定した押圧ユニットを着脱自在にしている。このことにより、１台の溶着装置で押圧ユニットを他の押圧ユニットに交換するだけで、寸法等の違う各種の熱可塑性樹脂材を溶着することができる。
また、本発明の請求項２９に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、中空ハウジングに加圧シートを密閉的に固定した押圧ユニットを着脱自在にしている。このことにより、１台の溶着装置で押圧ユニットを他の押圧ユニットに交換するだけで、寸法等の違う各種の熱可塑性樹脂材を溶着することができる。【００４２】
また、本発明の請求項３０に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、流体供給手段に流体を加熱する加熱手段を接続して、加熱した流体の流体圧を用いることとしている。
このように、加熱した気体あるいは液体を用いたことにより、溶着対象であるチューブやシートの厚みが厚い場合でも、チューブやシートの内側と外側の両方から加熱できる。特に、加圧チューブや加圧シートにシリコンゴムなどの耐熱性材料を用いると、加熱した流体として例えば２８０℃に加熱した油等を用いることができる。このことにより、厚みの厚いチューブやシートを内側と外側の両方から瞬時に加熱して溶着することができる。【００４３】
また、本発明の請求項３１に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、圧力制御部を、加圧制御と減圧制御を行うようにしている。
このことにより、溶着表面を滑らかに仕上げて前記課題（ａ）を解決している。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、熱可塑性樹脂材を突合せ溶着、あるいは重ね合わせ溶着する溶着装置、溶着方法、および溶着装置用の押圧ユニットにおいて、（ａ）溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかにする。（ｂ）溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に設定する。（ｃ）溶着後、加圧チューブ等の圧迫手段を迅速に冷却する。（ｄ）外管の融点が低い組み合わせにも適する内部加熱を可能とする。（ｅ）溶着装置用の押圧ユニットを交換可能にする。という諸課題を解決している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の外観斜視図。
【図２】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の概略構成図。
【図３】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示した断面図。
【図４】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置用の押圧ユニットの分解斜視図。
【図５】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の動作フロー図。
【図６Ａ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットに、芯材に熱可塑性樹脂材を被せたワークの先端を挿入した状態を示す断面図。
【図６Ｂ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットにワークを位置決めした状態を示す断面図。
【図７】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の圧迫手段の圧力の推移を示したグラフ。
【図８Ａ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に第一の圧力を付与し、溶着対象部分である熱可塑性樹脂材の突合せ面近傍を圧迫した状態を示す断面図。
【図８Ｂ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段で第一の圧力で圧迫した溶着対象部分である熱可塑性樹脂材の突合せ面近傍の状態を示す部分拡大断面図。
【図９Ａ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に第二の圧力を付与し圧迫領域を芯材の軸方向に拡大した状態を示す断面図。
【図９Ｂ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段で第二の圧力で圧迫した熱可塑性樹脂材の突合せ面近傍の状態を示す部分拡大断面図。
【図１０Ａ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段の圧力を下げて、ワークの圧迫を止めた状態を示す断面図。
【図１０Ｂ】本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段からワークの先端を抜き出している状態を示す断面図。
【図１１Ａ】突合せ溶着後、本発明の第一の実施の形態にかかる加熱ユニットから抜き出したワークの断面図。
【図１１Ｂ】本発明で突合せ溶着した熱可塑性樹脂材の断面図。
【図１２】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置用の押圧ユニットの斜視図。
【図１３】本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の押圧ユニットをポンプとバルブから取り外した状態を示す断面図。
【図１４Ａ】本発明の第二の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示した断面図。
【図１４Ｂ】本発明の第二の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に圧力を与え始めた状態を示す断面図。
【図１５Ａ】本発明の第三の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示した断面図。
【図１５Ｂ】本発明の第三の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に圧力を付与した状態を示す断面図。
【図１６Ａ】本発明の第四の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示した断面図。
【図１６Ｂ】本発明の第四の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に圧力を付与した状態を示す断面図。
【図１７】本発明の第五の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの圧迫手段に圧力を付与した状態を示す断面図。
【図１８】本発明の第六の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示した断面図。
【図１９Ａ】本発明の第七の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図１９Ｂ】本発明の第七の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加圧チューブの軸方向の両外側から押した状態を示す断面図。
【図２０Ａ】本発明の第八の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図２０Ｂ】本発明の第八の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加圧チューブの軸方向の両外側から押した状態を示す断面図。
【図２１Ａ】本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図２１Ｂ】本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットに圧力を付与した状態を示す断面図。
【図２２Ａ】本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱手段であるレーザ加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図
【図２２Ｂ】本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置で溶着したワークの断面図。
【図２３】本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の他の実施例である加熱手段であるレーザ加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図２４Ａ】本発明の第十の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図２４Ｂ】本発明の第十の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットに圧力を付与した状態を示す断面図。
【図２５】本発明の第十一の実施の形態にかかる、芯材と芯材に螺旋状に被せた熱可塑性樹脂材の図。
【図２６】本発明の第十一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットに圧力を加えている状態を示す断面図。
【図２７】本発明の第十二の実施の形態にかかる、芯材と芯材に被せた熱可塑性樹脂材の図。
【図２８】本発明の第十二の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットに圧力を加えている状態を示す断面図。
【図２９Ａ】本発明の第十三の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図２９Ｂ】本発明の第十三の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットに圧力を付与した状態を示す断面図。
【図３０Ａ】本発明の第十四の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図３０Ｂ】本発明の第十四の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットに圧力を付与した状態を示す断面図。
【図３１Ａ】本発明の第十五の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図３１Ｂ】本発明の第十五の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの圧力を減圧した状態を示す断面図。
【図３２Ａ】本発明の第十六の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した断面図。
【図３２Ｂ】本発明の第十六の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの圧力を減圧した状態を示す断面図。
【図３２Ｃ】本発明の第十六の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの圧力を減圧前に戻した状態を示す断面図。
【図３３Ａ】従来の芯材の上に小径の熱可塑性樹脂管と大径の熱可塑性樹脂管を重ねた状態を示す断面図。
【図３３Ｂ】従来の熱可塑性樹脂管の溶着装置で、熱可塑性樹脂管の溶着対象部分を加圧チューブ内に入れた状態を示す断面図。
【図３３Ｃ】従来の熱可塑性樹脂管の溶着装置で、加圧チューブを軸心方向に延伸して熱可塑性樹脂管の溶着対象部分を加圧チューブで圧迫した状態を示す断面図。
【図３４Ａ】従来の芯材の上に径の等しい一対の熱可塑性樹脂管の端面を突き合わせた状態を示す断面図。
【図３４Ｂ】従来の熱可塑性樹脂管の溶着装置で、熱可塑性樹脂管の溶着対象部分を加圧チューブ内に入れた状態を示す断面図。
【図３４Ｃ】従来の熱可塑性樹脂管の溶着装置で、加圧チューブを軸心方向に延伸して熱可塑性樹脂管の溶着対象部分を加圧チューブで圧迫した状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
（本発明の第一の実施の形態）
図１に、本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置１０の外観斜視図を示す。溶着装置１０は、本体部１１の上面に加熱ユニット１２と位置センサー１５を配置し、本体部１１の上面に設けたガイドレール１３上で載置台１４を移動自在に配置している。載置台１４は、移動台１４ａ、Ｖ溝１４ｂ、クランプ部材１４ｃからなり、移動台１４ａの上面に形成したＶ溝１４ｂに、ワーク９をクランプ部材１４ｃで押さえた状態で、ワーク９の一端を加熱ユニット１２の孔１２ａに出し入れ自在にしている。当該ワーク９は、後述する支持部材である芯材（マンドレル）１に管状の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを被せたものである。また、本体部１１の手前には溶着操作部１６を配置し、本体部１１の奥側にはモニター部１７を設けている。モニター部１７には、操作条件や動作状態等を表示する。
【００４７】
図２に、本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置１０の概略構成図を示す。本体部１１の上面に加熱ユニット１２と位置センサー１５、載置台１４を配置し、本体部１１の手前に溶着操作部１６を、本体部１１の奥側にモニター部１７を配置したことは既に説明した。
【００４８】
本体部１１の中には、載置台１４を移動させる駆動モータ１８、送りネジ１９を設けている。また、本体部１１は、制御手段として送り制御部２０、溶着制御部２１、圧力制御部２２、加熱制御部２３と、溶着条件等を記憶するメモリ部２４を収納している。
溶着制御部２１は、溶着操作部１６とモニター部１７を用いた操作者からの指示に従って、総合的に溶着作業を制御するもので、送り制御部２０、圧力制御部２２、加熱制御部２３を統括して、所望の溶着作業を実行する。圧力制御部２２は、加熱ユニット１２内に設けた圧迫手段の圧力を制御する。加熱制御部２３は、高周波誘導加熱やレーザ加熱などの加熱手段を制御する。
【００４９】
図３は、本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置１０の加熱ユニット１２の内部構成と、位置センサー１５と、芯材１に熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを被せたワーク９の位置関係を示した概略断面図である。また、発明理解のために、図４に中空ハウジング３、加圧チューブ４、止め具７の分解斜視図を示した。
【００５０】
加熱ユニット１２は、例えばプラスチックなどの非金属材料でできた中空ハウジング３に貫通孔３ｈをあけ、この貫通孔３ｈにシリコンゴムチューブなどでできた加圧チューブ４を通している。加圧チューブ４の両端には、くさび状の断面をしたリング状の止め具７を押し込んで、止め具７で加圧チューブ４を中空ハウジング３の貫通孔３ｈに固定している。
【００５１】
中空ハウジング３は内部が空洞（中空空間）である柱状の外殻をなしており、柱の両端面には貫通孔３ｈをあけている。そして、貫通孔３ｈにシリコンゴムチューブなどでできた加圧チューブ４を通し、貫通孔３ｈの内周面に加圧チューブ４の端部外周面を当接してリング状の止め具７を押し込み、中空ハウジング３の中空空間を加圧チューブ４で密封して空洞３ａを形成している。
【００５２】
中空ハウジング３の一端には、ポンプ接続孔３ｉを介してポンプ５を取り付け、中空ハウジング３の他端にはバルブ接続孔３ｋを介してバルブ（弁）８を取り付けている。中空ハウジング３と加圧チューブ４、ポンプ５、バルブ８は互いの隙間を密閉して、密閉した空洞３ａに空気をポンプ５で入れ、所定圧力で保持し、あるいは空気の出し入れを自在にしている。これら中空ハウジング３と加圧チューブ４、ポンプ５、止め具７、バルブ８で加熱ユニット１２の中の「圧迫手段」を構成している。そして中空ハウジング３の外側に加熱手段である高周波誘導コイル６を配置したものを加熱ユニット１２としている。加圧チューブ４の内孔は両端を開放しているので、中空ハウジング３に固定しているリング状の止め具７の内孔から加圧チューブ４の内孔に、ワーク９を出し入れすることができる。
【００５３】
加圧チューブ４の入り口近傍には位置センサー１５を配置している。位置センサー１５は、ＣＣＤイメージセンサのような画像認識手段を用いて熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの移動量を計測するもので、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａを検出し、その後の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの移動量を計測する。
【００５４】
送り制御部２０は、位置センサー１５により熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａが加圧チューブ４の中央位置に到達したことを検出すると、ワーク９を載せた載置台１４の送りを止めて位置決めする。そして、圧力制御部２２は、ポンプ５により空洞３ａに空気を送り込み、膨張した加圧チューブ４の内壁で熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍の表面を圧迫して把持する。バルブ８は、空洞３ａの圧力を制御するもので、閉弁することで、空洞３ａの圧力を第一の圧力（Ｐ１）と、第一の圧力より高い第二の圧力（Ｐ２）に保つことができる。また、当該バルブ８は、開弁することで空洞３ａにたまった空気を排出して、空洞３ａの圧力を下げることができる。芯材１に被せた熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを加圧チューブ４の内壁で圧迫して把持すると、芯材１と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの隙間にあった空気は押し出される。
【００５５】
なお、圧力制御部２２は、後に図３１と図３２を用いて説明する第十五と第十六の実施の形態のように、加圧制御だけでなく減圧制御も組み合わせた複雑な制御を行うことができる。
一方、中空ハウジング３の外側には、高周波誘導コイル６を幾重にも巻いている。加圧チューブ４内に熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを被せた芯材１を入れた状態で、加熱制御部２３の制御の下、この高周波誘導コイル６に図示しない高周波電源を用いて高周波電流を通電する。そうすると、ステンレス棒等の金属製の芯材１が発熱し、芯材１に被せている熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａが溶融して溶着する。なお、高周波誘導コイル６の巻き数や太さについては、求められる加熱条件に応じて最適になるように設定すればよい。高周波誘導コイル６で一つのループを描いただけで良い場合もある。
【００５６】
溶着後、バルブ８を開けると、加熱されて温度の上がった空気は排出され、加熱されていない温度の低い空気が空洞３ａ内を流れる。これにより、加圧チューブ４、中空ハウジング３が冷やされる。その後、ポンプ５を止めると、空洞３ａの圧力は下がる。つまり、加圧チューブ４による圧迫力は無くなり、加圧チューブ４が元の姿に戻り、加圧チューブ４の内壁が熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの表面から離れる。このことにより、溶着した熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを小さな力で抜き出すことができる。
【００５７】
なお熱可塑性樹脂材の溶着装置としては、上記で説明した「圧迫手段」の構成部分である中空ハウジング３、加圧チューブ４、ポンプ５、止め具７、バルブ８の内、図４で示したポンプ５とバルブ８以外のものを一つの「押圧ユニット」として交換可能にしている。すなわち、予め異なる熱可塑性樹脂材の外径寸法用に「押圧ユニット」を複数種類準備しておき、熱可塑性樹脂材の溶着装置１０のポンプ５とバルブ８に、目的とする外径に対応した「押圧ユニット」に交換する。このことにより、一つの溶着装置で異なる外径寸法の熱可塑性樹脂材の溶着作業を行うことができる。また、必要により、同じ外径寸法用の押圧ユニットで異なる構造の押圧ユニットに交換して溶着作業を行うこともできる。
【００５８】
図５に、本発明の第一の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の動作フロー図を示した。以下、動作フローを説明する。なお発明理解のため、動作フローに対応する図面（図６Ａから図１１Ｂ）を示して、これらを参照しながら説明する。
まず、最初の作業として、操作者が、芯材（マンドレル）１の両端から一対の管状の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを嵌め、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの端面を突き合わせる（ステップＳ１）。そして、既に示した図１の移動台１４ａのＶ溝１４ｂに熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂ（ワーク９）を載せ、クランプ部材１４ｃで押さえる。送り制御部２０の制御により、移動台１４ａを駆動モータ１８と送りネジ１９により加熱ユニット１２の孔１２ａに向けて動かし、既に示した図３のように、加熱ユニット１２の孔１２ａに芯材１の片端を挿入していく（ステップＳ２）。送り制御部２０は、位置センサー１５が突合せ面Ａを感知するまで、当該突合せ面Ａを感知したかの判定を繰り返す（ステップＳ３のＮｏ）。図６Ａのように、位置センサー１５が突合せ面Ａを感知すると（ステップＳ３のＹｅｓ）、送り制御部２０は図６Ｂのように、駆動モータ１８により、突合せ面Ａを所定位置である加圧チューブ４の中央の位置まで送る（ステップＳ４）。
【００５９】
送り制御部２０は突合せ面Ａが所定位置に到達すると、駆動モータ１８を停止して、圧力制御部２２がポンプ５を駆動する。空洞３ａの圧力は上昇し、図７の時間軸でｔ１に達すると、突合せ面Ａ近傍を加圧チューブ４が第一の圧力（Ｐ１）で圧迫して把持する（ステップＳ５）。すると、加圧チューブ４は図８Ａのように、芯材１の軸と直角方向、つまり径方向に縮み、加圧チューブ４の内壁が突合せ面Ａを中心として熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを圧迫する。このとき、最初に熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａが芯材１上で互いに押し付けられる。そのため、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａがより強固に押し付けられるが、圧迫手段の加圧チューブ４と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの溶着対象部分の表面との相対位置は変わらず、突合せ面Ａは位置ズレしない。なお、第一の圧力（Ｐ１）は小さい圧力なので、加圧チューブ４の両端部は芯材１の軸と直角方向に間隔が開いたままである。そのため、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂと加圧チューブ４の間にあった空気は、図８Ｂの小さい白抜き矢印（Ｂ）で示したように、加圧チューブ４の両端側から押し出される。また、芯材１と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの隙間からも空気が微細なものを含めて追い出される。
【００６０】
その後、加熱制御部２３が加熱用電源を制御し、高周波誘導コイル６による芯材１の加熱を開始する。芯材１の熱は熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂに伝わり、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂは軟化し始める（ステップＳ６）。
一定時間が経過し、図７の時間軸でｔ２を過ぎると、圧力制御部２２は、圧力を第二の圧力（Ｐ２）まで高くする（図７の時間軸でｔ３）。そして、図９Ａと、図９Ｂの白抜き矢印（Ｃ）で示したように圧迫領域を拡大する。図９Ｂの拡大断面図で示したように、加圧チューブ４の内壁が熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの表面を押している圧迫領域は、芯材１の軸方向に加圧チューブ４の中央から端面側へ移動して広がる。この動きは、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの表面を中央から端面側へ「しごく」動作になるので、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂと加圧チューブ４の間にあった空気は、微細な大きさのものも含めて加圧チューブ４の両端から押し出される。また、芯材１と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの隙間からも空気が微細なものを含めて追い出される（ステップＳ７）。
【００６１】
圧力を第二の圧力（Ｐ２）で保ったまま、芯材１の加熱を続けると、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａは、ピンホールを発生することなく滑らかな表面で溶着する。十分に溶着したら、加熱制御部２３は加熱を止める（ステップＳ８）。
なお、加熱するタイミングは、圧力が第一の圧力（Ｐ１）から第二の圧力（Ｐ２）に上昇する段階で加熱を開始しても良いし、圧力が第二の圧力（Ｐ２）になってから加熱を開始しても良い。例えば、図７の時間軸でいうと、ｔ２からｔ３の間で加熱を開始してもよいし、ｔ３を過ぎてから加熱を開始してもよい。
【００６２】
図５のフローチャートでは、ステップＳ５の「第一の圧力で把持する」の後に、ステップＳ６の「加熱を開始する」があり、その次にステップＳ７の「圧力を第二の圧力まで高くして、圧迫領域を拡大してしごく」という手順を示したが、ステップＳ５の後にステップＳ６とステップＳ７があれば良く、ステップＳ６とステップＳ７の順番を入れ替えても良いし、ステップＳ６とステップＳ７を同時に行う手順としても良い。加熱は熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの材質、厚さ等の条件により適宜最適なタイミングで行えばよい。加熱を止めるタイミングについても同様である。
【００６３】
溶着後、図１０Ａのように、圧力制御部２２は、バルブ８を開けて（図７の時間軸でｔ４）、熱を持った空気を排出し、圧力を下げる。圧迫手段の圧力が低下すると（図７の時間軸でｔ５）、加圧チューブ４は元の姿に戻り、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂから離れる。熱を持った空気を排出し、ポンプ５で新しく低温の空気を空洞３ａに送り込むと、加圧チューブ４と中空ハウジング３は速やかに冷却される。
【００６４】
図１０Ｂの状態では、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂは圧迫手段により圧迫されていないので、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを芯材１ごと、小さい力で抜き去ることができる。図１１Ａのように、載置台１４から熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを芯材１ごと取り出し、図１１Ｂのように芯材１を抜き去ると、溶着した熱可塑性樹脂管が得られる（ステップＳ９）。
【００６５】
以上、芯材１の両端から一対の管状の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを嵌め、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの端面を突合せ溶着した場合を説明したが、芯材１の両端から一対の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを嵌め、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの端部を重ね合わせた場合でも、同様に重ね合わせ部分を溶着することができる。
【００６６】
本発明によれば、熱可塑性樹脂材を突合せ溶着、あるいは重ね合わせ溶着する溶着装置および溶着方法において、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの表面を中央から端面側へ「しごく」動作をしながら加熱することで（ａ）溶着部分のピンホールの発生を防ぎ、溶着表面を滑らかにすることができる。また、「圧迫手段」は内部の空洞３ａ内の圧力を調節して柔軟な加圧チューブ４により熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを圧迫することで（ｂ）溶着対象部分を圧迫する圧力を任意に設定することができる。そして、溶着後には「圧迫手段」の空洞３ａ内の圧力を抜き新たな空気を送り込むことで、（ｃ）溶着後、加圧チューブ等の圧迫手段を迅速に冷却することができる。さらに、芯材１を加熱することから（ｄ）熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの融点が低い組み合わせにも適する内部加熱を行うことができる。さらに、中空ハウジング３、加圧チューブ４、及び止め具７は押圧ユニットとして容易に溶着装置から着脱可能であることから、（ｅ）溶着装置の押圧ユニットを交換可能にすることができている。
【００６７】
なお、圧迫手段の加圧方法として空気圧を用いた例を示したが、必要によりその他、不活性ガス等の気体圧を用いても良いし、油や水等の液体圧を用いても同じ効果を達成できる。また、気体にしても液体にしても、常温の気体や液体であっても、高温に加熱した気体や液体であってもよい。予め高温に加熱した気体や液体であれば、溶着対象物である熱可塑性樹脂材の内側と外側から加熱できるので、厚さの厚い熱可塑性樹脂材を短時間に溶着できる。このように、必要により、任意の加圧方法を用いれば良い。
【００６８】
また、上記の説明では、芯材として真っ直ぐな金属棒を使用した例を示したが、必要により曲線状の芯材や屈曲した芯材を用い、芯材の形状に沿って伸縮する加圧チューブを用いても良い。
なお、本発明では、図４の斜視図に示したように、止め具７で加圧チューブ４を中空ハウジング３の貫通孔３ｈに固定したものをポンプ５とバルブ８に接続している。図１２に、止め具７、加圧チューブ４、中空ハウジング３を組み立てたときの外観斜視図を示す。図１２の中空ハウジング３の外形が同じであれば、加圧チューブ４の内径、肉厚、材質が違うものを、押圧ユニットと称して交換使用することができる。押圧ユニットを、図１３で示したようにポンプ５とバルブ８から取り外して、他の押圧ユニットと交換すれば、寸法や材質の違う他の押圧ユニットで、他の熱可塑性樹脂材の溶着作業を行うことができる。
【００６９】
また、流体圧を生じさせるポンプ５と、流体を排出して圧力を下げるバルブ８を用いた例を示したが、バルブ８を省略した構成にしても良い。ポンプ５の中には、ポンプの動作を止めると、流体が抜けて圧力が低下するタイプのものがあり、ポンプ５だけで第一の圧力（Ｐ１）、第二の圧力（Ｐ２）への加圧、排気、減圧の各動作をさせることができるからである。この場合、中空ハウジング３には、貫通孔３ｈとポンプ接続孔３ｉだけを設け、バルブ接続孔３ｋは設けない。
【００７０】
また、加圧チューブ４を中空ハウジング３の貫通孔３ｈに固定する方法として、予め接着あるいは溶着することにより止め具７を省略した構造にしてもよい。
また、ポンプ５の前または後ろに流体加熱・保温手段を設けて、流体を所定温度に加熱し、加熱した流体をポンプ５で送る構造にしても良い。
【００７１】
（本発明の第二の実施の形態）
図１４Ａ、図１４Ｂに、本発明の第二の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示す。本発明の第二の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置では、圧迫手段の中空ハウジング３１の内壁に圧力分布調整用の隔壁３１ｂを設けた点に特徴がある。なお、第一の実施の形態と同じ部分については、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００７２】
図１４Ａに示したとおり、圧迫手段の中空ハウジング３１の内壁に、内壁から芯材１の径方向、すなわち芯材１の軸と直角方向に盛上げた隔壁３１ｂを形成している。この隔壁３１ｂにより、中空ハウジング３１の内側を３つの空間に仕切っている。第二の実施の形態では、ポンプ接続孔が中空ハウジング３１の軸方向中央位置に設けられている。ポンプ５に直結している中央の空間３１ａ（空洞）は、ポンプ５からの空気が直接吹き込む高圧空気室であり、左右の空間３１ｃ、３１ｃ（空洞）は高圧空気室３１ａからの空気が隔壁３１ｂと加圧チューブ４の外周面との隙間から流れ込む低圧空気室である。
【００７３】
図１４Ｂに、本発明の第二の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に空気圧を与え始めた状態を示す。このように、圧迫手段の中空ハウジング３１の内壁に隔壁３１ｂを設けたことにより、短い時間であるが、加圧チューブ４が熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａの周囲を真っ先に押さえつけ、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａを圧迫して密着させたまま、突合せ面Ａの近傍から外側へしごいていく動作をする。このことにより、溶着対象部分である熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍では、芯材１と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂが互いに密着し、空気は微細なもの（気泡）も含めて取り除かれる。この状態で加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを接続することができる。このように、第二の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７４】
なお、図１４Ａ、図１４Ｂに示した第二の実施の形態では、中空ハウジング３１の内側を２つの隔壁３１ｂ、３１ｂで３つの空間に仕切ったが、必要により任意の数の隔壁３１ｂを設けて任意の数の空間に仕切ってもよい。
【００７５】
（本発明の第三の実施の形態）
図１５Ａ、図１５Ｂに、本発明の第三の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示す。本発明の第三の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置では、圧迫手段の加圧チューブ４ｂの肉厚を両端側で厚く、中央部で薄くしている点に特徴がある。なお、既に説明した実施の形態と同じ部分については、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００７６】
図１５Ａでは、加圧チューブ４ｂの肉厚を両端側で厚く、中央部で薄くしている。加圧チューブ４ｂは、例えばシリコンゴムでできている弾性体のチューブである。そのため、肉厚の厚いところは変形しにくく、肉厚の薄いところは変形しやすい。ポンプ５で圧力を加えると、肉厚の薄い中央部の内径が最初に収縮して、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａの周囲を真っ先に押さえつける。そして、加圧チューブ４ｂが熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａを圧迫して密着させたまま、突合せ面Ａの近傍から外側へしごいていく動作をし、圧迫領域は軸方向に広がる。そして、溶着対象部分である熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍では、芯材１と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂが互いに密着し、空気は微細なものも含めて取り除かれる。図１５Ｂに、本発明の第三の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段に空気圧を付与した状態を示す。この状態で加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。このように、第三の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
（本発明の第四の実施の形態）
図１６Ａ、図１６Ｂに、本発明の第四の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示す。
既に説明した本発明の第一から第三の実施の形態では、中空ハウジング３（３１）に貫通孔３ｈをあけ、この貫通孔３ｈにシリコンゴムなどの弾性体チューブでできた加圧チューブ４（４ｂ）を通し、加圧チューブ４（４ｂ）の両端にくさび状の断面をしたリング状の止め具７を押し込んで、止め具７で加圧チューブ４（４ｂ）を中空ハウジング３の貫通孔に固定している。これに対し、本発明の第四の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置では、加圧チューブ４ｃをドーナッツ状にした点に特徴がある。
【００７８】
本発明の第四の実施の形態では、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの中央の孔（内孔）を細くして、その孔に熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを通している。ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの外周及び図１６Ａ、図１６Ｂの左右両側面は、断面矩形状をなし内周面が開口した環状の枠３２により覆われている。ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの外側にある枠３２は、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの位置を規制するためのガイド枠である。なお、既に説明した実施の形態と同じ部分については、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００７９】
図１６Ａに示したように、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの外周に接続されたポンプ５からドーナッツ状加圧チューブ４ｃの内部に空気を送り込み、圧力を高くして膨張させる。そして、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの外周部分を枠３２で規制することで、中央の孔の径を縮め、管状をした熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａを圧迫する。この状態で、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの内部に配置した高周波誘導コイル６により、芯材１を加熱して、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを内部から加熱して溶着する。
【００８０】
図１６Ｂに、本発明の第四の実施の形態にかかる加熱ユニットの圧迫手段にさらに空気圧を付与した状態を示す。同図に示すように、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃの圧迫領域は熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａから芯材１の軸方向へ移動して広がる。そして、ドーナッツ状加圧チューブ４ｃは外周部分だけでなく図１６Ｂの左右両側面も枠３２で規制される。この状態まで加熱していくことで、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。このように、第四の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。なお、図１６Ａ、図１６Ｂでは、簡単のため、バルブ（弁）の記載を省略した。
【００８１】
（本発明の第五の実施の形態）
図１７に、本発明の第五の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの圧迫手段に空気圧を付与した状態を示す。本発明の第五の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置では、ドーナッツ状加圧チューブ４ｄの断面を楕円形にした点に特徴がある。また、ドーナッツ状加圧チューブ４ｄの形状に合わせて、枠３３は図１７の左右側面が外側に広がった形状をなしている。第四の実施の形態と同じく、ドーナッツ状加圧チューブ４ｄに圧力を加えて膨張させ、枠３３で規制して、圧迫領域を芯材１の軸方向に広げた状態で加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。その他の点、作用、効果は第四の実施の形態と同じである。なお、図１７でも、説明を簡単にするため、バルブ（弁）の記載を省略した。
【００８２】
（本発明の第六の実施の形態）
図１８に、本発明の第六の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットの内部構成とワークの位置関係を示す。本発明の第六の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置では、加圧チューブ４ｅとして、上記で説明した本発明の第四、第五の実施の形態のドーナッツ状加圧チューブの中央の孔近傍を切り取った形とした点に特徴がある。
【００８３】
本発明の第六の実施の形態では、加圧チューブ４ｅを、ドーナッツ状をした加圧チューブの中央の孔近傍の形状を切り取った形、つまり内側に凸の断面円弧状に作り、上記第一の実施形態と同様の中空ハウジング３の貫通孔に密閉的に取り付け、中空ハウジング３にポンプ５とバルブ８を取り付けて圧迫手段を構成している。そして、中空ハウジング３の外側に高周波誘導コイル６を配置して加熱ユニットにしている。基本的な構成は、第一の実施の形態と同じであるが、加圧チューブ４ｅの形が異なっている。
【００８４】
中空ハウジング３と加圧チューブ４ｅの間に空気を送り込み、圧力を高くして加圧チューブ４ｅの孔の径を縮めると、くびれている中央部分が真っ先に管状の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍の表面を圧迫する。そして、圧迫領域が芯材１の軸方向に広がる。この状態で、高周波誘導コイル６により、芯材１を加熱して、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを内部から加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。従って、第六の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
なお、ドーナッツ状加圧チューブの内壁の形状を切り出した形であれば、図１８の加圧チューブ４ｅのように肉厚を均一にしなくてもよく、図１８の加圧チューブ４ｅの外径（外周面）を均一（同じ）にして断面半円形状としても良い。また、図１８の加圧チューブ４ｅの外径を不均一に変化させても良い。図１８の加圧チューブ４ｅの肉厚を芯材１の軸方向に差を設けることにより、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍の表面を圧迫するタイミングと圧力を任意に設定することができる。
【００８６】
（本発明の第七の実施の形態）
図１９Ａ、図１９Ｂに、本発明の第七の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示す。
図１９Ａに示したように、本発明の第七の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置は、ドーナッツ状加圧チューブ４ｆを芯材１の軸方向に押圧部材３４、３５で機械的に圧縮して、中央の孔の径を収縮するようにした点に特徴がある。
【００８７】
図１９Ｂに、本発明の第七の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置のドーナッツ状加圧チューブ４ｆを押圧部材３４、３５で芯材１の軸方向の圧力を付与した状態を示す。押圧部材３４、３５でドーナッツ状加圧チューブ４ｆを挟み込んで圧縮することにより、ドーナッツ状加圧チューブ４ｆの圧力を高くして中央の孔の径を縮め、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａを圧迫する。さらにドーナッツ状加圧チューブ４ｆを圧縮して圧力を加え、圧迫領域を芯材１の軸方向に広げた状態で、ドーナッツ状加圧チューブ４ｆの中に配置した高周波誘導コイル６により、芯材１を加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。
【００８８】
なお、図１９Ａ、Ｂでは圧迫手段である加圧チューブ４ｆを冷却する手段は示していないが、溶着後、空気を加圧チューブ４ｆ等の圧迫手段に吹きつけて急速に冷却するようにしている。
【００８９】
（本発明の第八の実施の形態）
図２０Ａ、図２０Ｂに、本発明の第八の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示す。本発明の第八の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置は、図２０Ａに示したように、加圧チューブ４ｇの形を、上記本発明の第七の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置のドーナッツ状加圧チューブ４ｆの中央の孔近傍を切り出した形にして、図２０Ａ、図２０Ｂにおける左右両端を押圧部材３４ａ、３５ａに取り付け、加圧チューブ４ｇの外側に高周波誘導コイル６を配置した点に特徴がある。本発明の第八の実施の形態によれば、押圧部材３４ａ、３５ａで加圧チューブ４ｇを押圧して、加圧チューブ４ｇに芯材１の軸方向の両側から機械的な圧力を加えることで、熱可塑性樹脂材の突合せ面Ａの周囲を圧迫して溶着することができる。
【００９０】
図２０Ｂに、本発明の第八の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加圧チューブ４ｇを軸方向に押圧部材３４ａ、３５ａで押した状態を示す。圧力を加え、圧迫領域を芯材１の軸方向に広げた状態で加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。
【００９１】
なお、図２０Ａ、図２０Ｂに示した通り、加圧チューブ４ｇの表面の直近に加熱手段を配置しているので、必要により、高周波誘導コイル６で芯材１を加熱する代わりに、発熱体を用いて加圧チューブ４ｇの外側を加熱するようにしてもよい。
また、図２０Ａ、Ｂでは圧迫手段である加圧チューブ４ｇを冷却する手段は示していないが、溶着後、空気を加圧チューブ４ｇ等の圧迫手段に吹きつけて急速に冷却するようにしている。
【００９２】
（本発明の第九の実施の形態）
図２１Ａ、図２１Ｂに、本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示す。本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置は、加熱手段としてレーザ加熱ユニット４０を用いた点に特徴がある。中空ハウジング３、加圧チューブ４、熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｄの材料としてレーザ光を透過するものを採用しており、レーザ光を透過させて芯材１を加熱することができる。芯材１を回転させながら芯材１の表面にレーザ光を照射すると、芯材１が発熱し、芯材１の上に被せた熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｄが溶融して溶着する。
【００９３】
当該第九の実施の形態においては、重ね合わせた熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｄを溶着するものとする。この場合に、図２１Ａ、図２１Ｂにおいて右側の熱可塑性樹脂材２ｄが外管をなしており、この外管である熱可塑性樹脂材２ｄの先端を加圧チューブ４の中央の位置に合わせる。
なお、レーザ光を照射して熱可塑性樹脂材を溶着する方法については、出願人は特願２０１１−５１２３３５にて技術内容を詳細に開示している。詳しい内容については、同文献を参照されたい。
【００９４】
図２１Ｂに、本発明の第八の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の圧迫手段に圧力を付与し、レーザ加熱ユニット４０でレーザ光を照射している状態を示す。同図に示すように、第一の実施の形態と同様に圧力をかけた加圧チューブ４により熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｄを圧迫しつつ、熱可塑性樹脂材２ｄの先端部分に対応する位置にレーザ光を照射する。これにより、レーザ光の照射により芯材１を加熱し、熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｄの溶着対象部分でのピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｄを接続することができる。
【００９５】
図２２Ａに、本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置のレーザ加熱ユニットとワークの位置関係を示した。図２２Ａでは、レーザ加熱ユニット４０を軸方向に移動させている状態を示した。当該図２２Ａに示すように、外管である熱可塑性樹脂材２ｄの先端位置から内管である熱可塑性樹脂材２ｄの先端位置へとレーザ光の照射中心を移動するようレーザ加熱ユニット４０を図２２Ａの左から右へと移動させる。このようにレーザ加熱ユニット４０を軸方向に移動させると芯材１を加熱する範囲が拡大するので、より滑らかな表面で溶着することができる。
【００９６】
図２２Ｂに、本発明の第九の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置で溶着したワークの断面図を示した。同図に示すように、外管である熱可塑性樹脂材２ｄの先端を加圧チューブ４の中央の位置に合わせたことで、加圧チューブ４が外管の先端から根元側へとしごきながら圧迫するため、溶着部分は外管先端の段差をなくして内管表面から外管表面へと滑らかに外径の広がった形状とすることができる。こうして、第九の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９７】
図２１Ａから図２２Ｂでは、肉厚の厚い熱可塑性樹脂材２ｃと肉厚の薄い熱可塑性樹脂材２ｄを重ね合わせて溶着する例を示したが、肉厚の厚い２つの熱可塑性樹脂材２ｃ、２ｇを重ね合わせて溶着するときには、図２３に示したように、加圧チューブ４ｈの端部の径を、一方を小さく（ｄ１）、他方を大きく（ｄ２）すれば良い。
【００９８】
また、同じ外径寸法の熱可塑性樹脂材を突合せて溶着するようにしてもよい。これらについても同様に熱可塑性樹脂材の溶着対象部分でのピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を接続することができる。
以上、加熱手段として高周波誘導加熱手段を用いた場合と、レーザ加熱手段を用いた場合について例示して説明したが、必要により他の加熱手段を用いてもよい。
【００９９】
（本発明の第十の実施の形態）
図２４Ａ、図２４Ｂに、本発明の第十の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示す。本発明の第十の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置では、図２４Ａに示したように、芯材１ａとして管状の芯材を用い、管状をした芯材１ａの中空部に加熱手段６ａを配置した点に特徴がある。本発明は、管状をした芯材１ａを用いることにより、径の太い熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを支持して、溶着対象部分を圧迫した状態で加熱して溶着することができる。
【０１００】
図２４Ｂに、本発明の第十の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂材の溶着装置の中空ハウジング３と加圧チューブ４の間にポンプ５で圧力を付与した状態を示す。加圧チューブ４に圧力を加え、圧迫領域を芯材１ａの軸方向に広げた状態で、芯材１ａの内側から加熱手段６ａにより加熱すると、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを接続することができる。このように、第十の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。なおここで、加熱手段６ａは、高周波誘導コイルの他、シーズヒータ等であってもよい。
【０１０１】
（本発明の第十一の実施の形態）
上記本発明の第一の実施の形態から第十の実施の形態では、管状の熱可塑性樹脂材の軸方向の端面同士を突合せ溶着、あるいは重ね合わせ溶着する場合を説明したが、本発明はシート状または板状の熱可塑性樹脂材を螺旋状に巻いて突合せ溶着する場合に適用することができる。
【０１０２】
本発明の第十一の実施の形態では、図２５に示したように、芯材１に細いシート状の熱可塑性樹脂材４１を螺旋状に巻いている。これを、図２６のように、本発明の加熱ユニット１２の圧迫手段（中空ハウジング３と加圧チューブ４、ポンプ５、止め具７、バルブ８）で螺旋状に巻いた熱可塑性樹脂材４１の表面を圧迫する。熱可塑性樹脂材４１に、当該圧迫手段により圧力を加え、圧迫領域を芯材１の軸方向に広げた状態で加熱手段６により加熱する。このことにより、熱可塑性樹脂材４１の螺旋状に隣り合う突合せ面４１ａを、ピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂管を作ることができる。なお、芯材１に螺旋状に巻いた熱可塑性樹脂材４１の長さが長い場合は、加熱ユニット１２の孔１２ａに一定寸法ずつ順送りすることにして、一定寸法ずつ溶着すればよい。このように、第十一の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
図２５、図２６では、芯材１に一つのシート状の熱可塑性樹脂材４１を螺旋状に巻いて溶着する場合を示したが、本発明は、材質や色の異なる複数の板状の熱可塑性樹脂材を隣接して並べ、芯材１に螺旋状に巻いて、隣り合う突合せ面を溶着する場合に適用しても良い。
【０１０４】
（本発明の第十二の実施の形態）
本発明は板状の熱可塑性樹脂材４２を芯材１に巻きつけたときに、軸方向と平行に突き合わせた突き合せ面４２ａとその近傍を溶着する場合にも適用できる。
本発明の第十二の実施の形態では、図２７に示すように、芯材１に熱可塑性樹脂材４２を巻いて軸方向と平行な端面４２ａを突き合わせている。これを、図２８のように、本発明の加熱ユニット１２の圧迫手段で、熱可塑性樹脂材４２の端面４２ａを突き合せた溶着対象部分とその近傍を圧迫する。熱可塑性樹脂材４２に、当該圧迫手段により圧力を加え、圧迫領域を芯材１の軸方向に広げた状態で、加熱手段６により加熱する。このことにより、熱可塑性樹脂材４２の芯材１の軸と平行な突合せ面４２ａをピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着して、熱可塑性樹脂材を作ることができる。なお、芯材１に巻いた熱可塑性樹脂材４２の長さが長い場合は、加熱ユニット１２の孔１２ａに一定寸法ずつ順送りすることにして、一定寸法ずつ溶着すればよい。このように、第十二の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０５】
（本発明の第十三の実施の形態）
上記本発明の第一の実施の形態から第十二の実施の形態では、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、４１、４２を芯材１、１ａの外周に被せた場合を説明したが、本発明は熱可塑性樹脂材と芯材の内と外を逆にした場合にも適用することができる。つまり、図２９Ａに示すように、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを筒状の芯材１ｂの内側に入れ、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの内側に位置させた圧迫手段、具体的には加圧チューブ４ｉの外周で熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの溶着対象部分を芯材１ｂの内周面に圧迫し、加熱手段６により加熱して溶着する場合に適用することができる。
【０１０６】
図２９Ａでは、筒状の芯材１ｂの内側で管状の熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを突合せている。圧迫手段は、芯材１ｂより小径の筒状をなした加圧チューブ４ｉの両端面が中空ハウジング３６で塞がれている。中空ハウジング３６は円盤状の両端面３６ａ、３６ｂの中心が管状のスペーサ３６ｃにより連結されている。そして加圧チューブ４ｉの両端外周に、上記止め具７とは表裏逆転したくさび状の断面をしたリング状の止め具７ａを押し込んで、加圧チューブ４ｉを中空ハウジング３６の両端面３６ａ、３６ｂに固定している。さらに、中空ハウジング３６のスペーサ３６ｃには周面に複数の孔が穿設されている。
【０１０７】
また、一方の端面３６ａはポンプ接続孔を介してポンプ５が、他方の端面３６ｂはバルブ接続孔を介してバルブ８が接続されている。熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの内側に、このような圧迫手段を位置させ、加圧チューブ４ｉと中空ハウジング３６との間の空洞内にポンプ５からスペーサ３６ｃの孔を通して空気等の流体を入れて芯材１ｂの軸と直角方向に膨張させるようにしている。なお、芯材１ｂの外側には、加熱手段６を配置している。
【０１０８】
これを、図２９Ｂのように、加圧チューブ４ｉで熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍を圧迫する。熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂに、当該圧迫手段により圧力を加え、圧迫領域を芯材１ｂの軸方向に広げた状態で、加熱手段６で加熱する。このことにより、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａをピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着することができる。
【０１０９】
溶着後は、バルブ８で空気等の流体を抜き、加圧手段の圧力を下げ、加圧チューブ４ｉによる熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを芯材１ｂごと取り出すことで芯材１ｂと熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを分離する。
なお、加圧チューブ４ｉの断面形状としては、加圧チューブ４ｉの外径を、端部で小さく、中央部に向かって大きくなるように軸方向に異なる外径にしておけば、加圧チューブ４ｉが膨張したときに、加圧チューブ４ｉの中央部で熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの溶着対象部分である突合せ面Ａとその近傍を真っ先に圧迫することができる。加圧チューブ４ｉの肉厚については軸方向に均一にしておいてもよいし、加圧チューブ４ｉの内径を等しくして断面半円形状としてもよい。加圧チューブ４ｉの肉厚に差を設けることにより、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの突合せ面Ａとその近傍の表面を圧迫するタイミングと圧力を任意に設定することができる。以上のことから、第十三の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１１０】
（本発明の第十四の実施の形態）
また、本発明は、上記の管状の熱可塑性樹脂材の突合せ溶着や重ね合せ溶着だけでなく、板状の熱可塑性樹脂材の突合せ溶着や重ね合せ溶着等にも適用することができる。
図３０Ａ、図３０Ｂに本発明の第十四の実施の形態の板状の熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの溶着装置の加熱ユニットとワークの位置関係を示した。なお、図３０Ａ、図３０Ｂでは、平板状の支持台１ｃが他の実施の形態の芯材１、１ａ、１ｂに相当し、同じく平面状の加圧シート４５が加圧チューブ４、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４e、４ｆ、４ｇに相当し、下方に開放穴３７ａを有する中空ハウジング３７が中空ハウジング３、３１に相当し、止め具７ｂは止め具７、７ａに相当する。その他は、基本的には、類似の構成であり、同じ部分には符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
図３０Ａでは、平板状の支持台１ｃの上に板状の熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの端面を突合せた状態で載せている。熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの上下には、加熱手段６を配置している。
圧迫手段は、中空ハウジング３７、加圧シート４５、ポンプ５、止め具７ｂ、バルブ８により構成されていることは、これまで説明した実施の形態とほぼ同じである。中空ハウジング３７の下面には、平面状の加圧シート４５を貼付して中空ハウジング３７の開放穴３７ａを密閉している。止め具７ｂはＬ字状断面をしており、平面状の加圧シート４５の周囲の隅を中空ハウジング３７に押し付けた状態で、中空ハウジング３７に固定している。
【０１１２】
中空ハウジング３７には、ポンプ接続孔を介してポンプ５を、バルブ接続孔を介してバルブ８を、それぞれ取り付けている。ポンプ５で中空ハウジング３７の開放穴３７ａに向けて空気等の流体を入れることにより加圧シート４５を下方に膨張可能にしている。また、バルブ８で空気等を抜くことにより圧力を下げ、加圧シート４５を元の姿に戻して熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの表面から離すようにしている。圧迫手段の外側には、加熱手段６を配置している。図３０（ａ）では、加熱手段６を高周波誘導コイルとして、圧迫手段と支持台１ｃを取り囲むように配置している。
【０１１３】
図３０Ｂのように、ポンプ５で空気等の流体を入れて、加圧シート４５を下方に膨張させ、加圧シート４５で熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの突合せ面とその近傍を圧迫する。このように圧力を加え、圧迫領域を広げた状態で、加熱手段６で支持台１ｃを発熱させ、支持台１ｃ上の熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの突合せ面Ｅとその近傍を加熱する。このことにより、熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの突合せ面Ｅをピンホールの発生を抑制して滑らかな表面で溶着することができる。
【０１１４】
溶着後は、バルブ８で空気等の流体を抜き、加圧手段の圧力を下げ、加圧シート４５による熱可塑性樹脂材２ｅ、２ｆの圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すことは、他の実施の形態と同じである。このように、第十四の実施の形態においても上記の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１１５】
（本発明の第十五の実施の形態）
上記本発明の第一の実施の形態から第十四の実施の形態では、ポンプ５に加圧ポンプを用いた場合を説明したが、本発明はポンプに、いわゆる真空ポンプのような減圧ポンプ５を用いた構成としてもよい。
詳しくは、図３１Ａ、図３１Ｂに示すように、芯材（マンドレル）１に沿って延びた円筒状の中空ハウジング３の外周面に複数の空気孔３ｂを形成し、内壁に加圧チューブ４ｂを設ける。当該加圧チューブ４ｂは軸方向中央部分に向かって径が縮小した円筒状とし、両端が止め具７、７により固定されている。止め具７、７には熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂが貫通可能な貫通孔が形成されている。さらに当該止め具７、７には当該貫通孔をシールするゴム製の密閉弁３０、３０が設けられている。溶着時及び溶着後には、密閉弁３０、３０を通してワーク（芯材１、熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂ）を出し入れする。
【０１１６】
このような構成により、減圧ポンプ５ａを用い、中空ハウジング３の両端にゴム製の密閉弁３０、３０を取り付けられていることで中空ハウジング３内は密閉され、減圧ポンプ５ａで空気を吸引すると、加圧チューブ４ｂと溶着対象物である熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂとの間の空間を減圧することができる。そして、内外の圧力差によって加圧チューブ４ｂの内壁面で突合せ面Ａを中心に熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの表面を押圧することができる。
【０１１７】
これにより、加圧チューブ４ｂの内壁面で熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部分の表面を押圧した状態で高周波誘導コイルで芯材１（マンドレル）を発熱させ、接続部分の表面を滑らかに溶着することができる。減圧ポンプ５ａで、加圧チューブ４ｂの内壁面と接続部分の表面の間の空気等の気体を吸引すると、加圧チューブ４ｂの内壁面と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部分の表面が密着する。しかし、一旦、加圧チューブ４ｂの内壁面と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部分の表面が密着すると、加圧チューブ４ｂの外側には、それ以上の加圧力がかからず、加圧チューブ４ｂの内壁面と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部分の表面を安定した圧力で密着させ、その状態を安定的に保つことができるという利点がある。
【０１１８】
つまり、図３１Ａに示すように、芯材１に被せた熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂを加圧チューブ４ｂの内孔に入れた当初は、加圧チューブ４ｂの内孔の内径が熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの外径より大きく、加圧チューブ４ｂの内孔の内壁面と熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部分の表面が接しておらず、隙間があいている。
その後、減圧ポンプ５ａで加圧チューブ４ｂの内壁面と接続部分の表面の間の空気等の気体を吸引すると、加圧チューブ４ｂの内壁面と接続部分の表面が密着する。図３１Ｂは、加圧チューブ４ｂの内壁面と接続部分の表面が密着した状態を示す。この状態で、高周波誘導コイル６に通電すると、芯材１が発熱し、接続部分の表面を滑らかに溶着することができる。
【０１１９】
特に、減圧ポンプ５ａによる減圧を複数段階、例えば第一の圧力（Ｐ１）に減圧し、その後、第二の圧力（Ｐ２）に減圧することにより、第一から第十二の実施の形態で説明したのと同様に、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分（接続部分）の表面を第一の圧力（Ｐ１）で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力（Ｐ１）より大きい第二の圧力（Ｐ２）で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置として用いることができる。
【０１２０】
（本発明の第十六の実施の形態）
上記本発明の第十五の実施の形態では、減圧ポンプで加圧チューブの内壁面と接続部分の表面の間の空気等の気体を吸引する場合を説明したが、減圧ポンプで加圧チューブの外壁面の空気等の気体を吸引するようにしてもよい。
図３２ＡからＣに、その構成を本発明の第十六の実施の形態として示す。すなわち、本発明の第十六の実施の形態では、図３２Ａのように、減圧ポンプ５ａで加圧チューブ４の外側の空間の空気等の気体を吸引することで加圧チューブ４の外壁を外側に拡げる。そして、図３２Ｂのように、加圧チューブ４の内壁面の径を熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部の外径より大きくして、加圧チューブ４の孔に芯材１に被せた熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部を非接触で挿入する。その後、減圧ポンプ５ａの吸引を止めると、加圧チューブ４は自らの復元力で加圧チューブ４の内壁面で熱可塑性樹脂材２ａ、２ｂの接続部の外表面を圧迫する。この状態で、高周波誘導コイル６に通電すると、芯材（マンドレル）１が発熱するので、接続部分の表面を滑らかに溶着することができる。
【０１２１】
本発明の第十六の実施の形態についても、減圧ポンプ５ａによる減圧を複数段階、例えば第一の圧力（Ｐ１）に減圧し、その後、第二の圧力（Ｐ２）に減圧することにより、第一から第十二の実施の形態で説明したのと同様に、圧迫手段で、熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の圧迫手段と熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、溶着終了後に熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置として用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、カテーテルのような直径が０．２〜１０ｍｍ程度の細い熱可塑性樹脂管や、直径が１０ｍｍを越える熱可塑性樹脂管等の熱可塑性樹脂材の溶着方法及び溶着装置に適用することができる。特に、カテーテルに求められるように、継ぎ目部分をピンホールの無い滑らかな外表面で接続する熱可塑性樹脂材の溶着方法及び溶着装置に適用でき、加熱方法は高周波誘導加熱、レーザ加熱などの加熱方法を任意に選択することができる。【０１２３】
また、本発明は、上記の実施例にとらわれず、管状の熱可塑性樹脂材の突合せ溶着や重ね合せ溶着、シート状あるいは板状の熱可塑性樹脂材の突合せ溶着や重ね合せ溶着等、広い範囲での熱可塑性樹脂材の溶着に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  芯材（マンドレル）
２ａ、２ｂ  熱可塑性樹脂材
３  中空ハウジング
３ａ  空洞
４  加圧チューブ
５  ポンプ
６  高周波誘導コイル
８  バルブ（弁）
９  ワーク
１２  加熱ユニット
１３  ガイドレール
１４  載置台
１５  位置センサー
１６  溶着操作部
１７  モニター部
１８  駆動モータ
１９  送りネジ
２０  送り制御部
２１  溶着制御部
２２  圧力制御部
２３  加熱制御部
４０  レーザ加熱ユニット
【図１】
2013122083.tif 000003
【図２】
2013122083.tif 000004
【図３】
2013122083.tif 000005
【図４】
2013122083.tif 000006
【図５】
2013122083.tif 000007
【図６Ａ】
2013122083.tif 000008
【図６Ｂ】
2013122083.tif 000009
【図７】
2013122083.tif 000010
【図８Ａ】
2013122083.tif 000011
【図８Ｂ】
2013122083.tif 000012
【図９Ａ】
2013122083.tif 000013
【図９Ｂ】
2013122083.tif 000014
【図１０Ａ】
2013122083.tif 000015
【図１０Ｂ】
2013122083.tif 000016
【図１１Ａ】
2013122083.tif 000017
【図１１Ｂ】
2013122083.tif 000018
【図１２】
2013122083.tif 000019
【図１３】
2013122083.tif 000020
【図１４Ａ】
2013122083.tif 000021
【図１４Ｂ】
2013122083.tif 000022
【図１５Ａ】
2013122083.tif 000023
【図１５Ｂ】
2013122083.tif 000024
【図１６Ａ】
2013122083.tif 000025
【図１６Ｂ】
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【図１７】
2013122083.tif 000027
【図１８】
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【図１９Ａ】
2013122083.tif 000029
【図１９Ｂ】
2013122083.tif 000030
【図２０Ａ】
2013122083.tif 000031
【図２０Ｂ】
2013122083.tif 000032
【図２１Ａ】
2013122083.tif 000033
【図２１Ｂ】
2013122083.tif 000034
【図２２Ａ】
2013122083.tif 000035
【図２２Ｂ】
2013122083.tif 000036
【図２３】
2013122083.tif 000037
【図２４Ａ】
2013122083.tif 000038
【図２４Ｂ】
2013122083.tif 000039
【図２５】
2013122083.tif 000040
【図２６】
2013122083.tif 000041
【図２７】
2013122083.tif 000042
【図２８】
2013122083.tif 000043
【図２９Ａ】
2013122083.tif 000044
【図２９Ｂ】
2013122083.tif 000045
【図３０Ａ】
2013122083.tif 000046
【図３０Ｂ】
2013122083.tif 000047
【図３１Ａ】
2013122083.tif 000048
【図３１Ｂ】
2013122083.tif 000049
【図３２Ａ】
2013122083.tif 000050
【図３２Ｂ】
2013122083.tif 000051
【図３２Ｃ】
2013122083.tif 000052
【図３３Ａ】
2013122083.tif 000053
【図３３Ｂ】
2013122083.tif 000054
【図３３Ｃ】
2013122083.tif 000055
【図３４Ａ】
2013122083.tif 000056
【図３４Ｂ】
2013122083.tif 000057
【図３４Ｃ】
2013122083.tif 000058
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月26日(2013.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２】
熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３】
前記圧迫手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、前記第一の圧力から前記第一の圧力より大きい前記第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を広げるよう構成した請求項２に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項４】
熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、前記芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項５】
熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、前記芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項６】
前記圧迫手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、前記第一の圧力から前記第一の圧力より大きい前記第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるよう構成した請求項５に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項７】
前記圧迫手段は、前記芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
前記加圧チューブの前記芯材の軸方向と直角方向に流体圧を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を、前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間を有する中空ハウジングと、
前記空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、
前記加圧チューブに前記中空ハウジングを一部密着して、前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成し、前記空洞に前記流体供給手段により流体を供給することより、
前記加圧チューブを前記芯材の軸と直角方向に変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項８】
前記圧迫手段は、伸縮可能な加圧シートと、
当該加圧シートに流体圧を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を、前記加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴を有する中空ハウジングと、
前記空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、
前記加圧シートに前記中空ハウジングを一部密着して、前記加圧シートとの間に空洞を形成し、
前記空洞に前記流体供給手段により、流体圧を供給することにより、
前記加圧シートを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項９】
前記圧迫手段の圧力を気体圧で供給することとしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１０】
前記圧迫手段の圧力を液体圧で供給することとしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１１】
前記圧迫手段は、前記芯材の軸方向および軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
当該加圧チューブを、前記芯材の軸方向に圧力を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段により、前記加圧チューブに前記芯材の軸方向の圧力を与えることにより、
前記加圧チューブを前記芯材の軸と直角方向に変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１２】
前記加圧チューブの肉厚を、端部で厚く、中央部に向かって薄くなるよう、前記芯材の軸方向に異なる肉厚とした請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１３】
前記加圧チューブを前記熱可塑性樹脂材の外側に位置させた場合において、
前記加圧チューブの内径を、端部で大きく、中央部に向かって小さくなるよう、前記芯材の軸方向に異なる内径とした請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１４】
前記加圧チューブを前記熱可塑性樹脂材の内側に位置させた場合において、
前記加圧チューブの外径を、端部で小さく、中央部に向かって大きくなるよう、前記芯材の軸方向に異なる外径とした請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１５】
前記加圧チューブの加圧前の肉厚を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１３または請求項１４のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１６】
前記加圧チューブの加圧前の外径を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１３に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１７】
前記加圧チューブの加圧前の内径を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１４に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１８】
前記加熱手段を前記圧迫手段の外側に設けたことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１９】
前記芯材として管状の芯材を用い、管状をした前記芯材の中空部に前記加熱手段を配置し、
前記加熱手段で前記芯材を加熱して、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２０】
前記加熱手段を、高周波誘導加熱手段として、
前記加熱手段で前記芯材を加熱し、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項７、請求項１１から請求項１７、請求項１９のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２１】
前記加熱手段を、レーザ加熱手段として、
前記加熱手段で前記芯材を加熱し、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項７、請求項１１から請求項１７、請求項１９のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２２】
支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を前記支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２３】
支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を前記支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２４】
支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２５】
支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２６】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、
前記芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、前記中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、
を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧チューブに流体圧を与えられたときに、前記加圧チューブを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものである溶着装置用の押圧ユニット。
【請求項２７】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、
伸縮可能な加圧シートと、
前記加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴が形成され、前記開放穴に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、
を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧シートに流体圧を与えられたときに、前記加圧シートを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものである溶着装置用の押圧ユニット。
【請求項２８】
芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、当該加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、当該中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧チューブに流体圧を与えられたときに、当該加圧チューブを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫する押圧ユニットを着脱自在にした請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２９】
前記圧迫手段を構成する伸縮可能な加圧シートと、当該加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴が形成され、開放穴に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧シートに流体圧を与えられたときに、当該加圧シートを膨張させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫する押圧ユニットを着脱自在にした請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３０】
前記流体供給手段に流体を加熱する加熱手段を接続して、加熱した流体の流体圧を用いることとした請求項８又は請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３１】
前記圧迫手段を構成する圧力制御部は、加圧制御と減圧制御を行うようにした請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月5日(2013.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２】
熱可塑性樹脂材を支持部材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項３】
前記圧迫手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、前記第一の圧力から前記第一の圧力より大きい前記第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を広げるよう構成した請求項２に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項４】
熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、前記芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項５】
熱可塑性樹脂材を支持部材である芯材に密着させた状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着装置であって、
前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分とその近傍の表面を、前記芯材の軸と直角方向に圧迫する圧迫手段と、
加熱手段と、を有し、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、前記加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、
溶着した熱可塑性樹脂材を取り出し可能な構成とした熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項６】
前記圧迫手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面に加える圧力を、前記第一の圧力から前記第一の圧力より大きい前記第二の圧力に連続的に圧力を高めて圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるよう構成した請求項５に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項７】
前記圧迫手段は、前記芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
前記加圧チューブの前記芯材の軸方向と直角方向に流体圧を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を、前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間を有する中空ハウジングと、
前記空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、
前記加圧チューブに前記中空ハウジングを一部密着して、前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成し、前記空洞に前記流体供給手段により流体を供給することより、
前記加圧チューブを前記芯材の軸と直角方向に変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項８】
前記圧迫手段は、伸縮可能な加圧シートと、
当該加圧シートに流体圧を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段を、前記加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴を有する中空ハウジングと、
前記空洞に流体を供給する流体供給手段とで構成し、
前記加圧シートに前記中空ハウジングを一部密着して、前記加圧シートとの間に空洞を形成し、
前記空洞に前記流体供給手段により、流体圧を供給することにより、
前記加圧シートを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項９】
前記圧迫手段の圧力を気体圧で供給することとしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１０】
前記圧迫手段の圧力を液体圧で供給することとしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１１】
前記圧迫手段は、前記芯材の軸方向および軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
当該加圧チューブを、前記芯材の軸方向に圧力を加える加圧手段と、を有し、
前記加圧手段により、前記加圧チューブに前記芯材の軸方向の圧力を与えることにより、
前記加圧チューブを前記芯材の軸と直角方向に変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１２】
前記加圧チューブの肉厚を、端部で厚く、中央部に向かって薄くなるよう、前記芯材の軸方向に異なる肉厚とした請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１３】
前記加圧チューブを前記熱可塑性樹脂材の外側に位置させた場合において、
前記加圧チューブの内径を、端部で大きく、中央部に向かって小さくなるよう、前記芯材の軸方向に異なる内径とした請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１４】
前記加圧チューブを前記熱可塑性樹脂材の内側に位置させた場合において、
前記加圧チューブの外径を、端部で小さく、中央部に向かって大きくなるよう、前記芯材の軸方向に異なる外径とした請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１５】
前記加圧チューブの加圧前の肉厚を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１３または請求項１４のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１６】
前記加圧チューブの加圧前の外径を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１３に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１７】
前記加圧チューブの加圧前の内径を前記芯材の軸方向に均一にした請求項１４に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１８】
前記加熱手段を前記圧迫手段の外側に設けたことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項１９】
前記芯材として管状の芯材を用い、管状をした前記芯材の中空部に前記加熱手段を配置し、
前記加熱手段で前記芯材を加熱して、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２０】
前記加熱手段を、高周波誘導加熱手段として、
前記加熱手段で前記芯材を加熱し、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項７、請求項１１から請求項１７、請求項１９のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２１】
前記加熱手段を、レーザ加熱手段として、
前記加熱手段で前記芯材を加熱し、加熱した前記芯材の熱を前記熱可塑性樹脂材に伝えて溶着するようにしたことを特徴とする請求項４から請求項７、請求項１１から請求項１７、請求項１９のいずれかに記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２２】
支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を前記支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２３】
支持部材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を前記支持部材との間で圧迫手段により圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２４】
支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を所定の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、圧迫を継続して前記圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２５】
支持部材である芯材に密着させた熱可塑性樹脂材の表面を圧迫手段で圧迫した状態で溶着する熱可塑性樹脂材の溶着方法であって、
前記圧迫手段で、前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面を第一の圧力で圧迫し、
その後、圧迫領域の前記圧迫手段と前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分の表面との相対位置を変えずに、前記第一の圧力より大きい第二の圧力で圧迫して圧迫領域を前記芯材の軸方向に広げるとともに、加熱手段で前記熱可塑性樹脂材の溶着対象部分を加熱して溶着し、
溶着終了後に、前記圧迫手段の圧力を下げて前記熱可塑性樹脂材の圧迫を止め、溶着した熱可塑性樹脂材を取り出すようにした熱可塑性樹脂材の溶着方法。
【請求項２６】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、
前記芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、
前記加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、前記中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、
を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧チューブに流体圧を与えられたときに、前記加圧チューブを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものである溶着装置用の押圧ユニット。
【請求項２７】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置に用いられる溶着装置用の押圧ユニットであって、
伸縮可能な加圧シートと、
前記加圧シートとの間に空洞を形成する開放穴が形成され、前記開放穴に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、
を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧シートに流体圧を与えられたときに、前記加圧シートを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫するものである溶着装置用の押圧ユニット。
【請求項２８】
芯材の軸と直角方向に伸縮可能な加圧チューブと、当該加圧チューブの周面との間に空洞を形成する中空空間が形成され、当該中空空間に連通するポンプ接続孔が形成された中空ハウジングと、を有し、
前記ポンプ接続孔から前記加圧チューブに流体圧を与えられたときに、当該加圧チューブを変形させて前記熱可塑性樹脂材の表面を圧迫する押圧ユニットを着脱自在にした請求項４から請求項６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【請求項２９】
前記流体供給手段に流体を加熱する加熱手段を接続して、加熱した流体の流体圧を用いることとした請求項８又は請求項７に記載した熱可塑性樹脂材の溶着装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、本発明の請求項２８に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、中空ハウジングに加圧チューブを密閉的に固定した押圧ユニットを着脱自在にしている。このことにより、１台の溶着装置で押圧ユニットを他の押圧ユニットに交換するだけで、寸法等の違う各種の熱可塑性樹脂材を溶着することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、本発明の請求項２９に記載の熱可塑性樹脂材の溶着装置は、流体供給手段に流体を加熱する加熱手段を接続して、加熱した流体の流体圧を用いることとしている。
このように、加熱した気体あるいは液体を用いたことにより、溶着対象であるチューブやシートの厚みが厚い場合でも、チューブやシートの内側と外側の両方から加熱できる。特に、加圧チューブや加圧シートにシリコンゴムなどの耐熱性材料を用いると、加熱した流体として例えば２８０℃に加熱した油等を用いることができる。このことにより、厚みの厚いチューブやシートを内側と外側の両方から瞬時に加熱して溶着することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2013122083.tif 000059
2013122083.tif 000060
2013122083.tif 000061
2013122083.tif 000062