(57)【要約】【課題】被溶着物を支持しつつ発熱源となる支持部と、この支持部を発熱させるための加熱部とを有する溶着装置を用いて被着物を溶着する際に、加熱領域を狭めるようにシールド部を設けても、その発熱を効率的に抑制することが可能な冷却治具を提供すること。【解決手段】被溶着物を軸方向で支持する支持部を加熱部により発熱させることで被溶着物を加熱し溶着する溶着装置に使用される冷却治具であって、上記支持部の軸方向で上記加熱部を挟むように設けられるシールド部と、上記支持部の軸方向で加熱部側とは反対側に上記シールド部に接するように設けられる上記シールド部を冷却するための発熱防止部と、を有する冷却治具。【選択図】図２
2015217524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶着物を軸方向で支持する支持部を加熱部により発熱させることで被溶着物を加熱し溶着する溶着装置に使用される冷却治具であって、
上記支持部の軸方向で上記加熱部を挟むように設けられるシールド部と、
上記支持部の軸方向で加熱部側とは反対側に上記シールド部に接するように設けられる上記シールド部を冷却するための発熱防止部と、を有する冷却治具。
【請求項２】
上記発熱防止部は、冷却用流体が流動するための出口と入口を有する流路を備える請求項１記載の冷却治具。
【請求項３】
上記流路を構成する壁面にバッフルが設置されている請求項２に記載の冷却治具。
【請求項４】
上記バッフルは、該バッフルが配置されない場合の上記冷却用流体の流れ方向に対して６０〜１２０度になるように上記壁面に設置されている請求項３記載の冷却治具。
【請求項５】
上記発熱防止部と上記シールド部との間に、これらに接するように非導電性の伝熱性樹脂部が設置されている請求項１〜４の何れか１項に記載の冷却治具。
【請求項６】
上記被着物が、少なくとも２つのチューブ状部材である請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却治具に関し、特に、被溶着物を加熱し溶着する溶着装置に使用される冷却治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療用カテーテルとして用いられる外径が０．２〜１０ｍｍ程度の細い熱可塑性樹脂チューブや、外径が１０ｍｍを超える熱可塑性樹脂チューブ等の熱可塑性樹脂にて形成された被溶着物同士を溶着する溶着方法としては、被溶着物を加熱、溶融して溶着するために、（１）カートリッジヒータなどの熱媒により加温した金型を用いる溶着方法、（２）熱風を用いた溶着方法、（３）誘導加熱を用いた溶着方法などが存在する。これらの方法のうち、例えばチューブのような内腔部を有する被溶着物同士の溶着方法としては、（１）及び（２）では、基本的に、内腔部に支持部を設置した熱可塑性樹脂製の被溶着物の外側から加熱媒体を接触させる方法であり、（３）では、基本的に、熱可塑性樹脂製の被溶着物の内腔部に予め発熱源となり得る支持部を設置しておき、これを発熱させる方法である。
【０００３】
上述の（３）の方法の一つに、被溶着物を支持しつつ発熱源となる支持部と、この支持部を発熱させるための加熱部とを有する溶着装置を用いた方法が知られている。この方法は、例えば２つの熱可塑性樹脂チューブの内腔部に発熱源となり得る支持部を挿通し、チューブの外側に設置した加熱部によりこの発熱源を発熱させることで、２つの熱可塑性樹脂チューブを溶着により一体化する方法である。以下に、図１を参照しつつ、この方法の概略について説明する。
【０００４】
図１（ａ）は、被溶着物である２つの熱可塑性樹脂チューブ１、２、発熱源となる支持部３、加熱部４、及び、変形可能な形状保持部５の位置関係の概略を模式的に示した概念図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、被溶着物である熱可塑性樹脂チューブ１および熱可塑性樹脂チューブ２の内腔部１ｂ、２ｂに支持部３を挿入し、熱可塑性樹脂チューブ１の先端１ａと熱可塑性樹脂チューブ２の先端２ａとが当接するように配置されている。両先端１ａ、２ａの近傍部の外側は、筒状の形状保持部５で囲われている。形状保持部５の外側に、両熱可塑性樹脂チューブの先端１ａ、２ａが当接する部分に沿って当該部分を囲むように環状の加熱部４が配置されている。加熱部４は例えば高周波誘導コイルで形成され、図示しない電源装置と導線６で電気的に接続される。図１（ａ）、（ｂ）に示す状態に上記各要素を設置した後、高周波電流を加熱部４に流すと、加熱部４から電磁波が発生し、支持部３に誘導電流が生じ、支持部３の軸方向の所定幅の加熱領域Ａにジュール熱が発生する。その支持部３から発生したジュール熱が熱伝導により熱可塑性樹脂チューブ１および熱可塑性樹脂チューブ２の両先端１ａ、２ａの近傍部に伝導され、両チューブ１、２が加熱される。この時、図１（ｃ）のように、形状保持部５を、加熱前の両チューブ１、２の外側の形状を保持するように、収縮させる。そして、支持部３の領域Ａに概ね対応するチューブ１、２の部分が加熱、溶融されることで、熱可塑性樹脂チューブ１および熱可塑性樹脂チューブ２の先端部分が、両チューブの外部形状を保持しつつ、溶着される。
【０００５】
しかしながら、図１（ｃ）に示したような（３）の方法で被溶着物を溶着した場合、図１（ｃ）の領域Ａに示すように、支持部３は、その軸方向の広範囲に亘って加熱されてしまうため、両チューブ１、２が加熱、溶融される領域も、領域Ａに概ね対応することになる。その結果、両チューブ１、２をそれらの先端１ａ、２ａの近接部分で溶着すればよいにもかかわらず、両チューブ１、２の加熱領域は、それらを溶着するのに必要な加熱領域より広くなってしまうことになる。一般に、熱可塑性樹脂製の成型体は、再度加熱、溶融されると、配向緩和が生じ、引張強度が低下する傾向にある。そのため、両チューブ１、２が一体化されたチューブは、溶着時に加熱、溶融された広範囲の部分において、引張強度が低下し、溶着後の一体化チューブは、軸方向の強度低下が生ずるという問題がある。
【０００６】
このような問題に対し、誘導電流が発生する範囲を制限する方法が提案されている（特許文献１、２）。
特許文献１では、機械部品の焼入れ過程で誘導加熱を用いて加熱を行うが、焼き入れ不要領域を加熱させないため、電磁遮蔽冶具（シールド部とも称する）を所定箇所に設けて加熱を制御している。しかしながら、当該機構を踏襲し、例えば図１のようにして熱可塑性樹脂チューブ同士を溶着装置により誘導加熱する場合、加熱領域を狭めるよう誘導コイルと支持部の間にシールド部を極力誘導コイル付近に配置すると（図９参照）、シールド部に大きな熱が発生してしまう。その結果、支持部の発熱による広範な加熱は防止できるものの、今度はシールド部からの熱伝達により形状保持部や熱可塑性樹脂チューブに熱が伝わり、形状保持部が損傷したり、樹脂チューブの物性が変質するという問題が生じる。特に、溶着装置を用いて繰り返し加熱する場合、遮蔽治具の温度が非常に高く維持されるため、溶着装置の連続運転が極めて困難になるという問題がある。
特許文献２では、誘導コイル間の相互作用を行わないようにシールド部を設けているが、これも上記同様の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１０２３６４号公報
【特許文献２】特開２００８−２２６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、被溶着物を支持しつつ発熱源となる支持部と、この支持部を発熱させるための加熱部とを有する溶着装置を用いて被着物を溶着する際に、加熱領域を狭めるようにシールド部を設けても、その発熱を効率的に抑制することが可能な冷却治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討した結果、上述したシールド部を冷却することで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は、以下のとおりである。
【００１０】
（１）被溶着物を軸方向で支持する支持部を加熱部により発熱させることで被溶着物を加熱し溶着する溶着装置に使用される冷却治具であって、
上記支持部の軸方向で上記加熱部を挟むように設けられるシールド部と、
上記支持部の軸方向で加熱部側とは反対側に上記シールド部に接するように設けられる上記シールド部を冷却するための発熱防止部と、を有する冷却治具。
（２）上記発熱防止部は、冷却用流体が流動するための出口と入口を有する流路を備える上記（１）記載の冷却治具。
（３）上記流路を構成する壁面にバッフルが設置されている上記（２）に記載の冷却治具。
（４）上記バッフルは、該バッフルが配置されない場合の上記冷却用流体の流れ方向に対して６０〜１２０度になるように上記壁面に設置されている上記（３）記載の冷却治具。
（５）上記発熱防止部と上記シールド部との間に、これらに接するように非導電性の伝熱性樹脂部が設置されている上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の冷却治具。
（６）上記被着物が、少なくとも２つのチューブ状部材である上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の冷却治具。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、支持部と加熱部を有する溶着装置において、被溶着物の溶着時の加熱領域を狭めるようにシールド部を設けても、その発熱を効率的に抑制することができる。そのため、製造工程内の溶着装置の連続運転にも対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）支持部と加熱部を有する従来の溶着装置を用いた被溶着物の溶着方法において、被溶着物、支持部及び加熱部の位置関係の概略を模式的に示した概念図である。（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。（ｃ）図１（ａ）において、加熱時の状態の概略を模式的に示した概念図である。
【図２】支持部と加熱部を有する溶着装置に本発明に係る冷却治具の第一実施形態を配置し、被溶着物を溶着している時の状態の概略を模式的に示した概念図である。
【図３】図２のII−II断面図である。
【図４】支持部と加熱部を有する溶着装置に本発明に係る冷却治具の第二実施形態を配置し、被溶着物を溶着している時の状態の概略を模式的に示した概念図である。
【図５】図４のIII−III断面図である。
【図６】本発明に係る冷却治具の第三実施形態の第一例における図４のIV−IV断面図である。
【図７】本発明に係る冷却治具の第三実施形態の第二例における図４のIV−IV断面図である。
【図８】支持部と加熱部を有する溶着装置に本発明に係る冷却治具の第四実施形態を配置し、被溶着物を溶着している時の状態の概略を模式的に示した概念図である。
【図９】支持部と加熱部を有する溶着装置にシールド部のみを配置し、被溶着物を溶着している時の状態の概略を模式的に示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る冷却治具は、被溶着物を軸方向で支持する支持部を加熱部により発熱させることで被溶着物を加熱し溶着する溶着装置に使用されるものであり、支持部の軸方向で加熱部を挟むように設けられるシールド部と、支持部の軸方向で加熱部側とは反対側にシールド部に接するように設けられるシールド部を冷却するための発熱防止部と、を有する。
以下では、本発明に係る冷却治具の実施形態について、図２〜８を参照しつつ、被溶着物が２つの熱可塑性樹脂チューブである場合の例について説明する。図２、３は第一実施形態、図４、５は第二実施形態、図６、７は第三実施形態、図８は第四実施形態を示したものである。また、以下の実施形態では、上述した図１（ａ）、（ｂ）に示した支持部３、加熱部４及び形状保持部５を有する溶着装置に対して、本発明に係る冷却治具を適用する場合の例を説明する。したがって、図１（ａ）、（ｂ）と共通する構成要素については同じ符号を付して説明する。
【００１４】
図２は、加熱時における、被溶着物である２つの熱可塑性樹脂チューブ１、２、支持部３、加熱部４、形状保持部５及び本発明に係る冷却治具の第一実施形態（符号：１０）の位置関係の概略を模式的に示した概念図である。図３は図２のII−II断面図である。支持部３は、熱可塑性樹脂チューブ１、２の内腔部１ｂ、２ｂに摺動可能に挿通されている。熱可塑性樹脂チューブ１、２は、その先端１ａ、２ａが当接するように支持部３に配置されている。熱可塑性樹脂チューブ１、２の外側には、その先端１ａ、２ａとが当接した部分の近傍部を覆うように、筒状の形状保持部５が配置されている。形状保持部５はその内腔部５ａの一部が熱可塑性チューブ１、２の外側の形状を加熱前の状態を保持するように収縮した状態になっている。加熱部４は、形状保持部５の外側に、両熱可塑性樹脂チューブの先端１ａ、２ａが当接する部分に沿って当該部分を囲むように配置されている。加熱部４は、例えば高周波誘導コイルで環状に形成され、図示しない電源装置と導線６で電気的に接続される。冷却治具１０は、支持部３の軸方向の所望範囲において形状保持部５を隙間１１が形成されるように外側から囲み、支持部３の軸方向で加熱部４を挟むように配置されている。
【００１５】
本実施形態の冷却治具１０は、一対のシールド部２０と、一対の発熱防止部３０とを有する。図２、３に示すように、一対のシールド部２０は、支持部３の軸方向で加熱部４を挟むように設けられる。また、発熱防止部３０は、支持部３の軸方向で加熱部４側とは反対側にシールド部２０に接するように設けられ、シールド部２０と一体化されている。後述するように加熱部４が高周波誘導コイルである場合、シールド部２０に対して支持部３の軸方向で加熱部４側とは反対側に発熱防止部３０を設けることで、発熱防止部３０自体が加熱部４からの高周波（電磁波）の影響を受けて発熱しないようにすることができる。
【００１６】
シールド部２０の形状、構造は、支持部３、熱可塑性樹脂チューブ１、２及び形状保持部５に接触しないように形状保持部５の外側を囲み、加熱部４による加熱時に支持部３の発熱を所定範囲に制限することが可能であれば特に限定はないが、発熱防止部３０による冷却効率の観点から、環状に形成されているのが好ましく、平板の円環状の形状がより好ましい。図２、３に示す例では、シールド部２０は、加熱部４に面する平面部２２と、平面部２２に平行で発熱防止部３０に面する平面部２３と、形状保持部５等を挿通可能な中空部を形成する内壁部２１とを有する平板の円環形状である。平面部２２と平面部２３との距離（厚み）は、特に限定はなく、適宜決定することができる。
シールド部２０を構成する材質は、加熱部４による誘導加熱時の支持部３に発生する誘導電流を所定範囲に抑制することができれば特に限定はなく、例えば、銅、鉄、真鍮、パーマロイ等が挙げられる。
【００１７】
発熱防止部の形状、構造は、シールド部を冷却可能であれば、特に限定はない。図２、３に示す例では、発熱防止部３０は、シールド部２０の平面部２３全体に接する平面部３２と、シールド部２０とは反対側の外殻部３３と、形状保持部５等を挿通可能な中空部を形成する内周壁部３１と、外周壁部３４とを有する円環形状の外観を有する。また、発熱防止部３０の内部には冷却部３５が設けられている。冷却部３５は、シールド部２０の形状に対応する形状であればよく、本例では、平面部３２、外殻部３３、内周壁部３１、外周壁部３４で囲まれる円環形状で、この円環の半径方向の断面は、方形であるが、これに限定されない。シールド部２０側との接触面積を大きくし、外殻部３３と外周壁部３４の表面積をより大きくする構造にしてもよい。
本例の冷却部３５は、シールド部２０に生じた熱を除去することが可能であれば、特に限定はなく、例えば、ペルチェ効果を利用した冷却媒体等が挙げられる。尚、ペルチェ効果を利用する場合は、外殻部３３や外周壁部３４は放熱部として機能し、放熱フィン等を設けたり、外殻部３３や外周壁部３４を冷却するための冷媒供給部を設けたりすることができる（何れも図示せず。）。
発熱防止部を構成する材質は、シールド部で生じた熱が伝導可能であれば特に限定はない。このような材質としては、例えば、銅、アルミ、鉄等が挙げられる。
【００１８】
シールド部２０と発熱防止部３０とは一体化されている。一体化の方法は特に限定はなく、例えば、溶接により固定する方法、双方に貫通穴を備えたフランジ部を設けてボルトナットにより両者を固定する方法、シールド部２０の平面部２２と発熱防止部３０の外殻部３３との間を挟むコの字状の固定具等を用いて固定する方法、シールド部２０および発熱防止部３０に係合部が存在して係合により固定する方法等が挙げられる。
【００１９】
冷却治具１０は、形状保持部５に接しないように、図示しない支持体により支持されるのが好ましい。支持体はシールド部及び／又は発熱防止部に連結される。
【００２０】
本実施形態では被溶着物として２つの熱可塑性樹脂チューブを使用するが、３つ以上であってもよい。このように３つ以上のチューブを使用する場合としては、例えば、相溶性の低い２つのチューブの間に両チューブに相溶性のあるチューブを挟んで直列に並べる場合や、Ｙ字状の支持部を用いて各チューブの先端が当接するように配置する場合などが挙げられる。４つ以上の場合も同様である。本発明に係る冷却治具は、被溶着物がこのように２つ以上のチューブ状部材の場合に好適に用いることができ、医療用チューブ状部材の場合により好適である。厚みが０．０５〜２ｍｍの薄肉の医療用チューブ状部材の場合にさらに好適である。チューブ状部材の場合、加熱による物性変化の影響が顕著になるためである。
両熱可塑性樹脂チューブを構成する材質は、加熱により溶融するものであればよいが、相溶性の良好な熱可塑性樹脂同士であるのが好ましい。このような材質としては、例えば、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。
【００２１】
支持部３の形状、構造は、加熱部により発熱し、その熱により被溶着物を加熱して溶融することができれば特に限定はない。被溶着物が図２、３に示すように熱可塑性樹脂チューブの場合、熱可塑性樹脂チューブ１、２の内腔部１ｂ、２ｂに摺動可能で、内腔部１ｂ、２ｂの形状に対応した外観形状を有することが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂チューブ１、２の内腔部１ｂ、２ｂを構成する内周壁面と支持部３の外周壁面との間の隙間を小さくして支持部３からの熱を熱可塑性樹脂チューブ１、２に伝導し易くできるとともに、溶着時の熱可塑性チューブ１、２の内腔部１ｂ、２ｂの形状を、ほぼ加熱前の形状に保持し一体化したチューブの内周面を平滑面にし易くできる。図２、３に示す例では、内腔部１ｂ、２ｂに対応した外径一定の円柱状である。
支持部３を構成する材質は、加熱部４により発熱可能であればよい。特に加熱部４が高周波誘導コイルで形成され、その電磁波により誘導電流が生じ、ジュール熱により発熱する材質であればよい。例えば、ステンレス（ＳＵＳ）などの鉄系金属が挙げられる。
【００２２】
加熱部４の形状、構造は、支持部３を発熱させることができれば特に限定はない。本実施形態では、形状保持部５の外側で、熱可塑性樹脂チューブ１、２の先端１ａ、２ａが当接した部分及びその近接部に沿うように一部切欠きを有する環状の形状を有する。（図２、図１（ｂ）参照。）。また、加熱部４は、支持部３の外側からそれと非接触で支持部３を発熱させる観点から、上述のように高周波誘導コイルであるのが好ましい。
【００２３】
形状保持部５は、熱可塑性樹脂チューブ１、２を非加熱時には容易に挿通可能で、溶融し、溶着する際には、熱可塑性樹脂チューブ１、２の外観形状を加熱領域と非加熱領域とが平滑に連続するように外観形状を保持できるように変形する機能を有する内腔部５ａを備えるものであればよい。このような機能を有するもののとしては、例えば、熱収縮チューブ、圧力変化や伸縮等により内腔部が変形可能な機能を有するものなどが挙げられる。図２、３に示す例では、形状保持部５が熱収縮チューブである場合の例である。形状保持部５が熱収縮チューブである場合は、加熱部４により支持部３が発熱すると、その伝熱により加熱され、加熱部分はチューブが熱可塑性樹脂チューブ１、２の加熱前の外径を保持するように収縮する。尚、このような機能は、熱収縮チューブの収縮率を考慮することで実現することができる。
【００２４】
冷却治具１０は、上述した支持部３、加熱部４、形状保持部５を有する溶着装置に対して用いると、図２に示すように、図１（ｃ）の場合に比べて、シールド部２０により、加熱部４の誘導加熱による支持部３の加熱領域Ｂを、熱可塑性樹脂チューブ１、２の先端１ａ、２ａが当接した部分及びその近接部に制限することができる。さらに、誘導加熱による発熱が抑制された発熱防止部３０により、加熱部４からの輻射熱や高周波によるシールド部２０の発熱を抑制することができる。そのため、熱可塑性樹脂チューブ１、２の先端１ａ、２ａが当接した部分及びその近接部だけが、加熱されて、溶融し、両チューブを溶着し、一体化することができる。また、一体化された熱可塑性樹脂チューブの加熱による影響を最小限に抑制することができる。さらに、形状保持部５の損傷もなく、繰り返し溶着処理を行うことが可能になり、溶着して一体化した熱可塑性樹脂チューブの連続製造が可能になる。即ち、熱可塑性樹脂チューブの溶着による一体化を含むチューブ状部材の製造工程内の溶着装置の連続運転が可能になる。
一方、図９に示すようにシールド部２０のみの場合は、加熱部４の誘導加熱による支持部３の加熱領域Ｂを制限することは可能であるが、シールド部２０の発熱を抑制することができないため、シールド部２０からの輻射熱により形状保持部５及び熱可塑性樹脂チューブ１、２が加熱されるため、熱可塑性樹脂チューブ１、２のシールド部２０の近傍部が加熱され、物性の変化する部分が、図２の場合より広くなり、その引張強度の低下が大きくなる。また、形状保持部５も加熱による損傷の恐れがある。そのため、熱可塑性樹脂チューブの溶着を繰り返し行うことが困難となる。
【００２５】
次に、図４、５に基づき、本願発明に係る冷却治具の第二実施形態（符号：１２）について説明する。第二実施形態は、第一実施形態における冷却治具１０の発熱防止部３０の形状、構造を変更したものである。したがって、第一実施形態と異なる部分を説明し、共通する部分は同じ符号を用い、詳細は省略する。図４は、加熱時における、２つの熱可塑性樹脂チューブ１、２、支持部３、加熱部４、形状保持部５及び冷却治具１２の位置関係の概略を模式的に示した概念図である。図５は図４のIII−III断面図である。
【００２６】
第二実施形態の冷却治具１２は、一対のシールド部２０と一対の発熱防止部４０とを有し、両者は一体化されている。本実施形態の発熱防止部４０は、シールド部２０の平面部２３全体に接する平面部４２と、シールド部２０とは反対側の外殻部４３と、形状保持部５等を挿通可能な中空部を形成する内周壁部４１と、外周壁部４４と、これらに囲まれる中空状の２つの冷却部４５ａ、４５ｂと、冷却用流体（以下、冷媒と称する。）を送通するための配管４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂ及び冷却部４５ａ、４５ｂに連通して配管４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂを接続するための継手部４６ａ、４６ｂ、４７ａ、４７ｂと、を有する円環形状の外観を有する。
【００２７】
２つの冷却部４５ａ、４５ｂは、それぞれ図５の矢印で示す対向する方向に冷媒を送通するための流路として設けられている。すなわち、冷媒は、図５上から下に向かって、一方の上側配管４８ａを介して一方の上側継手部４６ａから一方の冷却部４５ａに供給され、一方の下側継手４６ｂから配管４８ｂに排出されるとともに、同図下から上に向かって、一方の下側配管４９ａを介して一方の下側継手部４７ａから一方の冷却部４５ｂに供給され、一方の上側継手４７ｂから配管４９ｂに排出される。一方の冷却部４５ａの構造は、円環形状の発熱防止部４０の円形に沿って形成される半円弧形状で、その円弧形状部分の半径方向の断面は方形であり、２つの継手部４６ａ、４６ｂに連通する２つの開口部４５ｃ、４５ｄを有する。また、同様に、もう一方の冷却部４５ｂの構造も、円環形状の発熱防止部４０の円形に沿って形成される半円弧形状で、２つの継手部４７ａ、４７ｂに連通する２つの開口部４５ｅ、４５ｆを有する。開口部４５ｃ、４５ｅは、それぞれ発熱防止部４０への冷媒の入口として、開口部４５ｄ、４５ｆは、同出口として機能する。このように、発熱防止部４０が入口と出口を有することで、図示しない熱交換器により冷却した冷媒を冷却部４５ａ、４５ｂに循環させることが可能になり、シールド部２０の蓄熱を防止して、より効率的に冷却することが可能になる。したがって、溶着装置を連続運転により好適である。冷媒の循環はポンプ等により行うことができる。冷媒の循環は、チューブの溶着が終了した直後から次の溶着処理の前までの間行ってもよいし、常時行ってもよい。シールド部２０の蓄熱を防止し、連続運転を効率よく行う観点からは、常時行うのが好ましい。また、冷媒の流動方向は、本実施形態のように対向する方向でも良いし、同じ方向でもよい。対向する方向のほうが、冷却された冷媒がシールド部２０の上側と下側から供給されるため、冷却効率がよい傾向にある。
【００２８】
冷媒としては、特に限定はなく、液体でもよいし、気体でもよい。液体としては、例えば、水、エチレングリコール等が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。気体としては、空気等が挙げられるがこれに限定されるわけではない。
【００２９】
次に、図６、７に基づき、本願発明に係る冷却治具の第三実施形態（符号：１３、１４）について説明する。図６、７に示す第三実施形態は、図４、５に示す第二実施形態の冷却治具１２の発熱防止部４０における２つの冷却部４５ａ、４５ｂを構成する壁面に、バッフルを設けたものである。したがって、第二実施形態と異なる部分を説明し、共通する部分は同じ符号を用い、詳細は省略する。また、図６、７は、図４の第二実施形態の発熱防止部４０に替えて第三実施形態のバッフルを設けた発熱防止部５０、６０を適用した場合におけるIV−IV断面で示したものである。
【００３０】
第三実施形態は、上記のように冷媒の流路として機能する冷却部を構成する壁面にバッフルが設置されたものである。第二実施形態では、シールド部２０からの伝熱によって熱勾配が生じ、熱拡散による冷媒の混合効果が期待できるが、このようにバッフルを設けることで、冷媒が効率的に撹拌されるため、シールド部２０と冷媒との間の熱交換がより効率的に行われる。
【００３１】
バッフルの形状、構造は、流路内で冷媒を効率的に撹拌できれば、特に限定はなく、例えば、小片の突起、螺旋状の突起等が挙げられる。図６、７に示す例では、バッフルが配置されない場合を仮定し、その仮想した冷媒の流れ方向（以下、仮想流れ方向と称する。）を変化させるように冷却部４５ａ、４５ｂを構成する壁面から突設された平板状の小片が、バッフル５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂとして機能している。バッフル５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂの配置は、冷媒の仮想流れ方向を変化させることができればよいが、冷媒の滞留抑制、撹拌効率の観点から、仮想流れ方向に対して、６０〜１２０度になるように設置されるのが好ましく、６０度以上９０度以下がより好ましく、９０度が特に好ましい。図６に示す第一例では、平板状の小片のバッフル５１ａ、５１ｂが冷却部４５ａ、４５ｂを構成する壁面から突出する方向ｙは、冷媒の仮想流れ方向ｘに対する角度αが６０度以上９０度未満になっている。ここで、角度αは、バッフル５１を設けた位置における、方向ｙと仮想流れ方向ｘの冷媒の仮想流れ方向ｘに抗する方向ｚにより規定する。図７に示す第二例では、平板状の小片のバッフル６１ａ、６１ｂが冷却部４５ａ、４５ｂを構成する壁面から突出する方向ｙは、冷媒の仮想流れ方向ｘに対する角度αが９０度の場合の例である。バッフルの数は、バッフルの構造により適宜決定すればよいが、図６、７に示す５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂの構造の場合は、撹拌効率の観点から、各冷却部４５ａ、４５ｂに複数設けるのが好ましい。
【００３２】
第２及び第３実施形態では、流路として機能する冷却部を２つ設け、それぞれに冷媒の出口と入口を１つずつ設けた例を示したが、シールド部２０に面する部分全体に連続する１つの冷却部を沿うように配置し、その両端に冷媒の入口と出口を設けたものであってもよい。冷却部の形状としては、例えば、渦巻き形状、円環状のシールド部２０の一方の半円環状部分に折り返しながら沿わせた後に他方の半円環状部分に同様に沿わせて冷却部全体の形状がシールド部２０に対応する形状にしたもの等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００３３】
次に、図８に基づき、本願発明に係る冷却治具の第四実施形態（符号：１５）について説明する。図８に示す第四実施形態は、第二実施形態における冷却治具１２において、発熱防止部４０とシールド部２０との間に、これらに接するように非導電性の伝熱性樹脂部７０が設置されているものである。したがって、以下では第二実施形態と異なる部分を説明し、共通する部分は同じ符号を用い、詳細は省略する。
【００３４】
第四実施形態では、発熱防止部とシールド部との間に、これらに接するように非導電性の伝熱性樹脂部が設置されている。このような構成を有することで、発熱防止部とシールド部との間に隙間が生じることが抑制され、発熱防止部とシールド部の間の熱伝導がより効率的に行われ、シールド部２０の冷却効率がより向上することができる。また、非導電性であるため、加熱部４が高周波誘導コイルの場合に誘導電流が生じることによる発熱を防止することができる。
図８に示す伝熱性樹脂部７０は、シールド部２０の平面部２３全体に接するように、発熱防止部４０の平面部４２の全体に設けられている。即ち、伝熱性樹脂部７０の形状、構造はシールド部２０の平面部２３又は発熱防止部４０の平面部４２に対応する円環形状であり、伝熱性及びシールド部と発熱防止部との間の隙間の発生を防止できる厚みがあればよく、例えば、円環形状のシート状部材などが挙げられるが、これに限定されない。
非導電性の伝熱性樹脂部７０を構成する樹脂としては、シールド部２０と発熱防止部４０との間に隙間が生じないようにする観点からは、柔軟性のあるものが好ましく、例えば、シリコーン系樹脂、低融点合金含有樹脂等が挙げられる。柔軟性があることで、シールド部２０と発熱防止部４０とへ容易に接触することができ、シールド部２０から発熱防止部４０への伝熱効率が向上し、シールド部２０の冷却効率が向上する。
伝熱性樹脂部７０は、上述したように、シールド部と発熱防止部とを一体化する時に、両者の間に挟むことで、シールド部と発熱防止部との間に設置することができる。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
図４、５に示すように、冷却治具１２、支持部３、熱可塑性樹脂チューブ１、２、加熱部４、形状保持部５を配置し、熱可塑性樹脂チューブの先端同士を溶着した。
熱可塑性樹脂チューブは、いずれも、ポリアミド系樹脂、内径０．８ｍｍ、外径１．０ｍｍとした。支持部３は、ＳＵＳ製、外径０．７ｍｍの円柱状部材とした。形状保持部５は、内径１．２ｍｍの熱収縮チューブを用いた。加熱部４は、高周波誘導コイルとし、発振周波数５０ｋＨｚ、出力１ｋＷの出力にて２秒発信する条件にて加熱した。
１０回連続して、熱可塑性樹脂チューブの先端同士を溶着したところ、いずれの場合も、シールド部２０の発熱を抑制しつつ、チューブの先端同士を良好に溶着可能であった。
【００３６】
（比較例１）
実施例１の冷却治具１２に替えて、図９に示すように、シールド部２０のみを配置した以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂チューブの先端同士を溶着した。
１回目は溶着可能であったが、連続して２回目の溶着を行おうとしたが、シールド部２０に囲まれた部分の近傍部分の熱可塑性樹脂チューブが、シールド部２０から生じる輻射熱により溶融変形し、良好なチューブを得ることができず、連続運転できないことを確認できた。
【００３７】
（引張試験）
実施例１及び比較例１で得られた溶着済みのチューブを用いて、溶着した部分を中心にして長さ５０ｍｍに切断した試験片を調製し、株式会社インテスコ製、引張圧縮試験機２０１ＸＬＳ型により引張試験を行った。引張速度は２００ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００３８】
引張試験の結果、引張破断強度は、実施例１の各サンプルでは何れも５７．６ＭＰａ以上であったが、比較例１では３４．５ＭＰａとなるサンプルが生じた。
以上のように、実施例では、比較例のような引張強度の低下がなく、良好に溶着されたチューブを連続して得られることが確認された。
【符号の説明】
【００３９】
１、２  熱可塑性樹脂チューブ
１ａ、２ａ  先端
１ｂ、２ｂ  内腔部
３  支持部
４  加熱部
５  形状保持部
５ａ  内腔部
６  導線
１０、１２、１３、１４、１５  冷却治具
１１  隙間
２０  シールド部
２１  内壁部
２２、２３  平面部
３０、４０、５０、６０  発熱防止部
３１、４１  内周壁部
３２、４２  平面部
３３、４３  外殻部
３４、４４  外周壁部
３５、４５ａ、４５ｂ  冷却部
４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆ  開口部
４６ａ、４６ｂ、４７ａ、４７ｂ  継手部
４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂ  配管
５１ａ、５１ｂ、６１ａ、６１ｂ  バッフル
７０  非導電性の伝熱性樹脂部
Ａ、Ｂ  加熱領域
α  角度
【図１】
2015217524.tif 000003
【図２】
2015217524.tif 000004
【図３】
2015217524.tif 000005
【図４】
2015217524.tif 000006
【図５】
2015217524.tif 000007
【図６】
2015217524.tif 000008
【図７】
2015217524.tif 000009
【図８】
2015217524.tif 000010
【図９】
2015217524.tif 000011