(57)【要約】【課題】装置本体を小型にし、コストを低減することができる樹脂チューブの溶着装置を提供する。【解決手段】一対の熱伝導用部材２０を介して接合部Ｔ１を両側から挟むようにした閉じ位置と、一対の熱伝導用部材２０の間の間隔を広げた開き位置とに一対のクランパ３０を揺動可能に支持し、一対のヒータ４０を板状の抵抗発熱材によって一対の熱伝導用部材２０に沿うようにそれぞれ形成し、一対の熱伝導用部材２０を介して接合部Ｔ１を加熱するようにした。【選択図】図１
2004195887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂チューブ同士の接合部を加熱して該接合部を溶着するようにした樹脂チューブの溶着装置であり、前記接合部を両側から挟んで該接合部を加熱するための溶着ヘッドを備えたものであって、
前記溶着ヘッドは、一対の熱伝導用部材と、一対のクランパと、一対のヒータとを備え、
前記一対の熱伝導用部材は、前記接合部を間にして互いに向かい合うように配され、
前記一対のクランパは、前記一対の熱伝導用部材を介して前記接合部を両側から挟むようにした閉じ位置と、前記一対の熱伝導用部材の間の間隔を広げた開き位置とに揺動可能に支持され、
前記一対のヒータは、板状の抵抗発熱材によって前記一対の熱伝導用部材に沿うようにそれぞれ形成され、該一対の熱伝導用部材を介して前記接合部を加熱するものである
ことを特徴とする樹脂チューブの溶着装置。
【請求項２】
前記溶着ヘッドを着脱可能に支持する支持ヘッドと、該支持ヘッドを介して前記溶着ヘッド側へ電力を供給するための加熱回路とを備え、
前記支持ヘッドは、前記一対のクランパを前記閉じ位置と前記開き位置とに揺動可能に支持し、
前記加熱回路は一対のヘッド電極を備え、
前記一対のヘッド電極の一方は前記溶着ヘッド側に設けられ、
前記一対のヘッド電極の他方は前記支持ヘッド側に設けられ、
前記一対のヘッド電極は、前記溶着ヘッドを前記支持ヘッドに装着するときに接続し合い、
前記一対のヘッド電極の少なくとも一方は、該一対のヘッド電極の他方に接続する方向へ付勢されている
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブの溶着装置。
【請求項３】
前記一対のヒータは直列に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブの溶着装置。
【請求項４】
前記加熱回路は一対のクランパ電極を備え、
前記一対のクランパ電極の一方は、前記一対のクランパの一方に設けられ、前記一対のヒータの一方に接続され、
前記一対のクランパ電極の他方は、前記一対のクランパの他方に設けられ、前記一対のヒータの他方に接続され、
前記一対のヒータは、該一対のヒータの間に電圧が生じるように電源側にそれぞれ接続され、
前記一対のクランパ電極は、前記一対のクランパを前記閉じ位置に揺動したときに少なくとも互いに接続するように配されている
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の樹脂チューブの溶着装置。
【請求項５】
前記支持ヘッドを介して前記溶着ヘッド側へ供給される電力を調整するための制御手段を備え、
前記支持ヘッドは、データ検出部を有し、
前記溶着ヘッドは、該溶着ヘッドの固有データを有し、
前記データ検出部は、前記溶着ヘッドを前記支持ヘッドに装着するとき、前記固有データを検出し、
前記制御手段は、前記データ検出部によって検出された固有データに基づいて前記電力を調整する
ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の樹脂チューブの溶着装置。
【請求項６】
前記クランパは、排気孔を備え、
前記排気孔は、前記支持ヘッドを介して前記溶着ヘッドに送り込まれた冷却用の空気を前記溶着ヘッドの外へ排出するためのものである
ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の樹脂チューブの溶着装置。
【請求項７】
前記溶着ヘッドは、一対の断熱部材を備え、
前記一対のクランパは、対向面と収容凹部とを備え、
前記対向面は、前記一対のクランパが前記閉じ位置にあるとき互いに対向する面であって、前記断熱部材が配され、
前記収容凹部は、前記対向面に凹設され、前記ヒータおよび前記熱伝導用部材を収容するものであり、
前記ヒータは略Ω形断面形状に形成され、中央部と、該中央部の両端からそれぞれ延びる両端部とを備え、
前記ヒータの中央部は、前記クランパの収容凹部内にあって前記熱伝導用部材に沿うように形成され、
前記ヒータの両端部は、前記クランパの収容凹部から前記クランパの対向面側に延ばされ、前記断熱部材に沿うように配されている
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブの溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂チューブ同士の接合部を加熱して該接合部を溶着するようにした樹脂チューブの溶着装置に関する。ここで、樹脂チューブは、樹脂製の継手本体、樹脂製の耐熱筒体などの樹脂製の管を有するものを含む。
【０００２】
【従来の技術】
従来の樹脂チューブの溶着装置としては、樹脂チューブ同士の接合部付近の周面に加熱溶着性樹脂管を被着し、この加熱溶着性樹脂管の周面にさらに耐熱筒体を密接して被せるとともに、この耐熱筒体の周面にヒータを密着させ、耐熱筒体を伝わるヒータの伝導熱により、加熱溶着性樹脂管を接合部付近の周面に溶着して、樹脂チューブ同士を溶着するようにしている。ヒータ本体は、熱伝導性および絶縁性の材料によって半円筒形状に形成され、そのヒータ本体内にニクロム線などの発熱体が配索されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１７４６７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の樹脂チューブの溶着装置では、特許文献１の技術では、そのヒータ本体内にニクロム線などの発熱体を配索していることから、ヒータの厚みが増して、装置全体が大型になり、また、ヒータが複雑な構成になっていることから、コストを低減する際の支障になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、板状の抵抗発熱材を熱伝導用部材に沿わせるように形成したヒータを用いるようにして、ヒータが厚くなるのを抑え、装置本体を小型にし、また、ヒータや熱伝導用部材の構成を簡単にして、製造コストを低減することができる樹脂チューブの溶着装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］樹脂チューブ（Ｔ）同士の接合部（Ｔ１）を加熱して該接合部（Ｔ１）を溶着するようにした樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置であり、前記接合部（Ｔ１）を両側から挟んで該接合部（Ｔ１）を加熱するための溶着ヘッド（１０）を備えたものであって、
前記溶着ヘッド（１０）は、一対の熱伝導用部材（２０）と、一対のクランパ（３０）と、一対のヒータ（４０）とを備え、
前記一対の熱伝導用部材（２０）は、前記接合部（Ｔ１）を間にして互いに向かい合うように配され、
前記一対のクランパ（３０）は、前記一対の熱伝導用部材（２０）を介して前記接合部（Ｔ１）を両側から挟むようにした閉じ位置と、前記一対の熱伝導用部材（２０）の間の間隔を広げた開き位置とに揺動可能に支持され、
前記一対のヒータ（４０）は、板状の抵抗発熱材によって前記一対の熱伝導用部材（２０）に沿うようにそれぞれ形成され、該一対の熱伝導用部材（２０）を介して前記接合部（Ｔ１）を加熱するものである
ことを特徴とする樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【０００７】
［２］前記溶着ヘッド（１０）を着脱可能に支持する支持ヘッド（５０）と、該支持ヘッド（５０）を介して前記溶着ヘッド（１０）側へ電力を供給するための加熱回路（６０）とを備え、
前記支持ヘッド（５０）は、前記一対のクランパ（３０）を前記閉じ位置と前記開き位置とに揺動可能に支持し、
前記加熱回路（６０）は一対のヘッド電極（６１、６２）を備え、
前記一対のヘッド電極（６１、６２）の一方は前記溶着ヘッド（１０）側に設けられ、
前記一対のヘッド電極（６１、６２）の他方は前記支持ヘッド（５０）側に設けられ、
前記一対のヘッド電極（６１、６２）は、前記溶着ヘッド（１０）を前記支持ヘッド（５０）に装着するときに接続し合い、
前記一対のヘッド電極（６１、６２）の少なくとも一方は、該一対のヘッド電極（６１、６２）の他方に接続する方向へ付勢されている
ことを特徴とする［１］に記載の樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【０００８】
［３］前記一対のヒータ（４０）は直列に接続されている
ことを特徴とする［１］に記載の樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【０００９】
［４］前記加熱回路（６０）は一対のクランパ電極（６５、６６）を備え、
前記一対のクランパ電極（６５、６６）の一方は、前記一対のクランパ（３０）の一方に設けられ、前記一対のヒータ（４０）の一方に接続され、
前記一対のクランパ電極（６５、６６）の他方は、前記一対のクランパ（３０）の他方に設けられ、前記一対のヒータ（４０）の他方に接続され、
前記一対のヒータ（４０）は、該一対のヒータ（４０）の間に電圧が生じるように電源側にそれぞれ接続され、
前記一対のクランパ電極（６５、６６）は、前記一対のクランパ（３０）を前記閉じ位置に揺動したときに少なくとも互いに接続するように配されている
ことを特徴とする［１］、［２］または［３］に記載の樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【００１０】
［５］前記支持ヘッド（５０）を介して前記溶着ヘッド（１０）側へ供給される電力を調整するための制御手段（７０）を備え、
前記支持ヘッド（５０）は、データ検出部（５５）を有し、
前記溶着ヘッド（１０）は、該溶着ヘッド（１０）の固有データ（１９）を有し、
前記データ検出部（５５）は、前記溶着ヘッド（１０）を前記支持ヘッド（５０）に装着するとき、前記固有データ（１９）を検出し、
前記制御手段（７０）は、前記データ検出部（５５）によって検出された固有データ（１９）に基づいて前記電力を調整する
ことを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］に記載の樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【００１１】
［６］前記クランパ（３０）は排気孔（３６）を備え、
前記排気孔（３６）は、前記支持ヘッド（５０）を介して前記溶着ヘッド（１０）に送り込まれた冷却用の空気を前記溶着ヘッド（１０）の外へ排出するためのものである
ことを特徴とする［１］、［２］、［３］または［４］に記載の樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【００１２】
［７］前記溶着ヘッド（１０）は、一対の断熱部材（７１）を備え、
前記一対のクランパ（３０）は、対向面（３８）と収容凹部（３５）とを備え、
前記対向面（３８）は、前記一対のクランパ（３０）が前記閉じ位置にあるとき互いに対向する面であって、前記断熱部材（７１）が配され、
前記収容凹部（３５）は、前記対向面（３８）に凹設され、前記ヒータ（４０）および前記熱伝導用部材（２０）を収容するものであり、
前記ヒータ（４０）は略Ω形断面形状に形成され、中央部（４１）と、該中央部（４１）の両端からそれぞれ延びる両端部（４５）とを備え、
前記ヒータ（４０）の中央部（４１）は、前記クランパ（３０）の収容凹部（３５）内にあって前記熱伝導用部材（２０）に沿うように形成され、
前記ヒータ（４０）の両端部（４５）は、前記クランパ（３０）の収容凹部（３５）から前記クランパ（３０）の対向面（３８）側に延ばされ、前記断熱部材（７１）に沿うように配されている
ことを特徴とする［１］に記載の樹脂チューブ（Ｔ）の溶着装置。
【００１３】
次に、前記各項に記載された発明の作用について説明する。
樹脂チューブ（Ｔ）同士の接合部（Ｔ１）を溶着するには、開き位置に揺動した一対のクランパ（３０）の間に接合部（Ｔ１）を配置する。次に、一対のクランパ（３０）を開き位置から閉じ位置に揺動し、一対の熱伝導用部材（２０）で接合部（Ｔ１）を両側から挟むようにしてから、一対のヒータ（４０）をそれぞれ発熱させる。ヒータ（４０）の発熱で一対の熱伝導用部材（２０）を介して接合部（Ｔ１）が加熱され、接合部（Ｔ１）が溶着される。その後に、一対のクランパ（３０）を閉じ位置から開き位置に揺動し、一対の熱伝導用部材（２０）の間から接合部（Ｔ１）を取り出せばよい。このように、一対のクランパ（３０）を閉じ位置と開き位置とに揺動することで、接合部（Ｔ１）を簡単に挟むことができ、また、簡単に取り出すことができる。
【００１４】
一対のヒータ（４０）は板状の抵抗発熱材によって形成されていて、ヒータ（４０）の厚みを抑えることができる。それにより、装置全体を小型にすることができる。また、熱伝導用部材（２０）はヒータ（４０）を内装した複雑な構成のものにする必要がなく、熱伝導用部材（２０）およびヒータ（４０）が共に簡単な構成になり、それによって、製造コストを低減することができる。
【００１５】
溶着ヘッド（１０）を着脱可能に支持する支持ヘッド（５０）と、その支持ヘッド（５０）を介して前記溶着ヘッド（１０）側へ電力を供給するための加熱回路（６０）とを備えたものでは、溶着すべき接合部（Ｔ１）の径に応じた溶着ヘッド（１０）を装着すれば、支持ヘッド（５０）によって溶着ヘッド（１０）を揺動可能に支持することができる。また、加熱回路（６０）は一対のヘッド電極（６１、６２）を備えていて、溶着ヘッド（１０）を支持ヘッド（５０）に装着するときに一対のヘッド電極（６１、６２）が接続し合うようになっているので、溶着ヘッド（１０）を装着する作業と、一対のヘッド電極（６１、６２）を接続する作業とが一度にでき、作業性を向上することができる。
【００１６】
さらに、一対のヘッド電極（６１、６２）の少なくとも一方は、一対のヘッド電極（６１、６２）の他方に接続する方向へ付勢されているので、接合部（Ｔ１）の溶着作業中に一対のヘッド電極（６１、６２）に多少の振動が生じても、一対のヘッド電極（６１、６２）は離れることなく、常に適正な接続状態に維持される。
【００１７】
加熱回路（６０）によって、溶着ヘッド（１０）の一対のヒータ（４０）に電力が供給され、その一対のヒータ（４０）が直列に接続されているものでは、一対のヒータ（４０）を同一形状で同一抵抗にしておけば、一対のヒータ（４０）をそれぞれ通る電気量が同じになり、一対のヒータ（４０）から発生する熱量が同じになって、熱伝導用部材（２０）を介して接合部（Ｔ１）を両側からほぼ均一に加熱することができ、接合部（Ｔ１）を適正に溶着することができる。
【００１８】
具体的に、加熱回路（６０）が一対のクランパ電極（６５、６６）を備え、その一対のクランパ電極（６５、６６）が一対のクランパ（３０）にそれぞれ設けられたものでは、一方のクランパ電極が一対のヒータ（４０）の一方に接続され、他方のクランパ電極が一対のヒータ（４０）の他方に接続されている。また、一対のヒータ（４０）は、その間に電圧が生じるように電源側に接続されている。一対のクランパ電極（６５、６６）は、一対のクランパ（３０）を閉じ位置に揺動したときに少なくとも、互いに接続されるようになっている。それによって、一対のクランパ（３０）が閉じ位置にあるときに、一対のヒータ（４０）は直列に接続される。
【００１９】
支持ヘッド（５０）を介して溶着ヘッド（１０）側へ供給される電力を調整するための制御手段（７０）を備え、支持ヘッド（５０）がデータ検出部（５５）を有し、溶着ヘッド（１０）が固有データ（１９）を有しているものでは、溶着ヘッド（１０）を支持ヘッド（５０）に装着することによって、データ検出部（５５）が固有データ（１９）を検出することができる。制御手段（７０）は、データ検出部（５５）によって検出された固有データ（１９）に基づいて溶着ヘッド（１０）側への電力を調整する。それによって、接合部（Ｔ１）の径に応じた適正な電力を溶着ヘッド（１０）側のヒータ（４０）に供給することができる。
【００２０】
クランパ（３０）が排気孔（３６）を備えたものでは、接合部（Ｔ１）の加熱が終了した後、ヒータ（４０）を冷却する必要がある。このとき、ポンプを作動し、冷却用の空気を支持ヘッド（５０）を介して溶着ヘッド（１０）へ送り込む。送り込まれる空気によって、ヒータ（４０）から熱が急速に奪われ、ヒータ（４０）を短時間に冷却することができ、それによって、接合部（Ｔ１）を冷やすことができる。また、ヒータ（４０）から熱を奪った空気は、排気孔（３６）を通って、溶着ヘッド（１０）の外へ排出されるので、溶着ヘッド（１０）内に冷却用の空気が順次送り込まれるようになる。
【００２１】
クランパ（３０）の対向面（３８）に断熱部材（７１）が配され、クランパ（３０）の収容凹部（３５）にヒータ（４０）および熱伝導用部材（２０）が収容され、ヒータ（４０）は略Ω形断面形状に形成され、中央部（４１）と、その中央部（４１）の両端からそれぞれ延びる両端部（４５）とを備え、ヒータ（４０）の中央部（４１）がクランパ（３０）の収容凹部（３５）内にあって熱伝導用部材（２０）に沿うように形成され、ヒータ（４０）の両端部（４５）がクランパ（３０）の収容凹部（３５）からクランパ（３０）の対向面（３８）側に延ばされ、断熱部材（７１）に沿うように配されているものでは、ヒータ（４０）を発熱させた状態で、ヒータ（４０）の両端部（４５）の先端に部分的な温度低下を生じても、ヒータ（４０）の中央部（４１）および両端部（４５）の大部分は所定温度以上に保たれ、ヒータ（４０）の中央部（４１）および両端部（４５）からの熱で熱伝導用部材（２０）を介して接合部（Ｔ１）を適正に加熱することができる。
【００２２】
また、ヒータ（４０）の中央部（４１）から両側に両端部（４５）が延びていて、その両端部（４５）が電極を介して電源と接続されるようになるから、接合部（Ｔ１）と電極との間にヒータ（４０）の両端部（４５）が介在し、接合部（Ｔ１）に対して電極などの金属製の部品を離れた位置に配することができる。クランパ（３０）などに配される金属製の部品は、ヒータ（４０）の発熱によって高温で使用されることになるので、酸化膜を発生し易くなる。しかし、接合部（Ｔ１）に対して金属製の部品を離してあるので、金属製の製品の酸化膜によって接合部（Ｔ１）が汚染され難くなる。さらに、ヒータ（４０）の両端部（４５）は、断熱部材（７１）に沿うように配されているから、ヒータ（４０）の両端部（４５）の温度低下を抑えることができ、温度低下を生じるのは、電極と接続する、ヒータ（４０）の両端部（４５）の先端だけになる。それによって、ヒータ（４０）の中央部（４１）および両端部（４５）の大部分を所定温度以上に容易に保つことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
本実施の形態に係る溶着装置は、樹脂チューブＴ同士の接合部Ｔ１を加熱して、接合部Ｔ１を溶着するものである。接合部Ｔ１を両側から挟んで接合部Ｔ１を加熱するための溶着ヘッド１０が備えられている。本実施の形態においては、接合部Ｔ１は、樹脂チューブＴを継手本体Ｔ２に嵌合し、さらにその嵌合した部位に耐熱筒体であるハウジングＴ３を外嵌したものである。また、樹脂チューブＴおよび継手本体Ｔ２は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のフッ素樹脂材によってそれぞれ形成れ、ハウジングＴ３は、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂材によって形成されている。
【００２４】
図１〜図４および図８に示すように、溶着ヘッド１０は、一対の熱伝導用部材２０と、一対のクランパ３０と、一対のヒータ４０とを備えている。一対の熱伝導用部材２０は、接合部Ｔ１を間にして互いに向かい合うように配されている。
【００２５】
熱伝導用部材２０は熱伝導性のセラミック材により半円筒形に形成されている。熱伝導用部材２０は、略１．２ｍｍの筒厚を有している。熱伝導用部材２０の内周面２１および外周面２２は切削され、表面が滑らかに形成されている。
【００２６】
一対のクランパ３０は、一対の熱伝導用部材２０を介して接合部Ｔ１を両側から挟むようにした閉じ位置と、一対の熱伝導用部材２０の間の間隔を広げた開き位置とに揺動可能に支持されている。一方のクランパ３０にクランプ金具８１およびハンドル部材８２が設けられ、他方のクランパ３０に被係止部材８３が設けられている。クランプ金具８１は、ハンドル部材８２の操作で被係止部材８３に係止して、一対のクランパ３０を閉じ位置に拘束し、被係止部材８３から外れて、一対のクランパ３０を拘束解除して図３に示す閉じ位置から図４に示す開き位置に揺動可能にするものである。
【００２７】
クランパ３０は、ヒータ４０および熱伝導用部材２０を収容するための収容凹部３５と、排気孔３６とを備えている。収容凹部３５の周壁とヒータ４０の外周面との間にはヒータ冷却用の隙間３７が形成されている。排気孔３６は、図示しないポンプによって支持ヘッド１０を介して溶着ヘッド１０のヒータ冷却用の隙間３７に送り込まれた冷却用の空気を溶着ヘッド１０の外へ排出するためのものである。ポンプは、装置本体に電源などと一緒に内装されている。
【００２８】
一対のクランパ３０は、対向面３８と収容凹部３５とを備え、対向面３８は、一対のクランパ３０が閉じ位置にあるとき互いに対向する面であって、セラミック製の断熱部材７１が配されている。収容凹部３５は、対向面３８に凹設され、ヒータ４０および熱伝導用部材２０を収容するものである。
【００２９】
一対のヒータ４０は、板状の抵抗発熱材によって一対の熱伝導用部材２０に沿うようにそれぞれ形成され、一対の熱伝導用部材２０を介して接合部Ｔ１を加熱するものである。抵抗発熱材としては、ニクロム材、クローム−Ａｌ材が用いられている。ヒータ４０は、略０．２ｍｍの板厚を有していて、ステンレス製の線材によって、熱伝導用部材２０に止着されている。
【００３０】
ヒータ４０は略Ω形断面形状に形成され、中央部４１と、その中央部４１の両端からそれぞれ延びる両端部４５とを備えている。ヒータ４０の中央部４１は、クランパ３０の収容凹部３５内にあって熱伝導用部材２０に沿うように形成されている。ヒータ４０の両端部４５は、クランパ３０の収容凹部３５からクランパ３０の対向面３８側に延ばされ、断熱部材７１に沿うように配されている。
【００３１】
溶着ヘッド１０を着脱可能に支持する支持ヘッド５０と、その支持ヘッド５０を介して溶着ヘッド１０側へ電力を供給するための加熱回路６０とを備えている。支持ヘッド５０は、一対のクランパ３０を閉じ位置と開き位置とに揺動可能に支持している。支持ヘッド５０は、一対の支持ブロック５１、５２を枢軸５３により回動可能に支持したものである。一対のクランパ３０は、一対の支持ブロック５１、５２に止めねじ５４でそれぞれ固設される。
【００３２】
加熱回路６０は一対のヘッド電極６１、６２を備えている。一方のヘッド電極６１は溶着ヘッド１０の一対のクランパ３０にそれぞれ設けられている。また、他方のヘッド電極６２は支持ヘッド５０の一対の支持ブロック５１、５２にそれぞれ設けられている。一方の他方のヘッド電極６２は電源のプラス側に接続され、他の他方のヘッド電極６２は電源のマイナス側に接続されている。また、一方のヘッド電極６１がヒータ４０の端部４５を挟んだ状態でねじ止めされている。一方のヘッド電極６１に挟まれたヒータ４０の端部４５の被挟持部４５ａは、ヘッド電極６１の幅とほぼ同じ幅を有している。
【００３３】
図１、図３および図８（ａ）にそれぞれ示す溶着ヘッド１０を支持ヘッド５０から取り外した状態から図８（ｂ）に示す支持ヘッド１０に装着するときに、一対のヘッド電極６１、６２は、接続し合うように形成されている。他方のヘッド電極６２は、圧縮ばね６３によって、ヘッド電極６１に接続する方向へ付勢されている。一方のヘッド電極６１はアルミ材によって山形に形成され、他方のヘッド電極６２は同じくアルミ材によってＶ字状の谷形に形成されている。
【００３４】
加熱回路６０は一対のクランパ電極６５、６６を備え、一方のクランパ電極６５は、一方のクランパ３０に設けられ、一方のヒータ４０および一対のヘッド電極６１、６２を介して電源のプラス側に接続されている。他方のクランパ電極６５は、他方のクランパ３０に設けられ、他方のヒータ４０および一対のヘッド電極６１、６２を介して電源のマイナス側に接続されている。一対のクランパ電極６５、６６はジャンパ線６７によって互いに接続されている。ジャンパ線６７を介して一対のヒータ４０が直列に接続されている。また、一対のクランパ電極６５、６６がヒータ４０の端部４５を挟んだ状態でねじ止めされている。一対のクランパ電極６５、６６に挟まれたヒータ４０の端部４５の被挟持部４５ｂは、クランパ電極６５、６６の幅とほぼ同じ幅を有している。
【００３５】
図５〜図７に示すように、支持ヘッド５０は、データ検出部５５を有している。データ検出部５５のベース５６には、支持ヘッド５０に取り付けるためのねじ部材５７が固設されるとともに、複数のプラグ５８および４本の検出ピン５９ａ〜５９ｄが配設されている。
【００３６】
また、溶着ヘッド１０は、その溶着ヘッド１０の固有データを有している。溶着ヘッド１０には、プレート部材１５がねじ部材１７によって固設されている。プレート部材１５にはジャック１８が配されるとともに、固有データである金属のパターン１９が印刷またはコーティングされている。ジャック１８は、後述する温度センサ８５用のものである。
【００３７】
図７でＧ、Ｘ、ＹおよびＺの位置で示す検出ピン５９ａ〜５９ｄのいずれもパターン１９に接することがないように、図５に示すプレート部材１５にはパターン１９は設けられない。また、図７でＧおよびＸの位置で示す検出ピン５９ａ、５９ｂがパターン１９に接するように、図６（ａ）に示すプレート部材１５には、ＧからＸに向かってパターン１９が真っ直ぐに延ばされている。さらに、図７でＧおよびＹの位置で示す検出ピン５９ａ、５９ｃがパターン１９に接するように、図６（ｂ）に示すプレート部材１５には、ＧからＹに向かってパターン１９が斜めに延ばされている。
【００３８】
さらに、図７でＧ、ＸおよびＹの位置で示す検出ピン５９ａ、５９ｂ、５９ｃがパターン１９に接するように、図６（ｃ）に示すプレート部材１５には、ＧからＸを介してＹに向かってパターン１９が延ばされている。さらに、図７のＧおよびＺの位置で示す検出ピン５９ａ、５９ｄがパターン１９に接するように、図６（ｄ）に示すプレート部材１５には、ＧからＺに向かってパターン１９が延ばされている。
【００３９】
データ検出部５５の検出ピン５９ａ〜５９ｄは、溶着ヘッド１０を支持ヘッド５０に装着するとき、固有データであるパターン１９を検出する。図５に示すプレート部材１５は、１／４インチの接合部Ｔ１に対応している。また、図６（ａ）〜（ｄ）に示す各プレート部材１５は、３／８インチ、１／２インチ、３／４インチおよび１インチの接合部Ｔ１に対応している。制御手段７０は、データ検出部５５によって検出された固有データであるパターン１９に基づいて電力を調整するものである。
【００４０】
図９に示すように、クランパ３０の外周面から収容凹部３５に向かって下孔３９が穿設され、下孔３９に温度センサ８５が嵌装されている。温度センサ８５は、ヒータ４０および熱伝導用部材２０の脇を通って接合部Ｔ１と継手本体Ｔ２との間に接することで、接合部Ｔ１の温度を検出するものである。検出された温度データは、制御手段７０に送られる。制御手段７０は、温度データに基づいて、電力供給手段８０を制御して、ヒータ４０に電力を供給停止するものである。また、制御手段７０は、外気温に基づきヒータ４０に供給すべき電力を調整するようになっている。さらに、制御手段７０は、図外のポンプを制御して、支持ヘッド５０を介して溶着ヘッド１０に冷却用の空気を送出したり、反対に、送出停止をしたりするものである。
【００４１】
次に作用を説明する。
接合部Ｔ１を溶着するには、溶着すべき接合部Ｔ１の径に応じて、複数種類の溶着ヘッド１０を備えておく必要がある。一方、支持ヘッド５０は接合部Ｔ１の径に応じて備えておく必要はない。支持ヘッド５０は溶着ヘッド１０を着脱可能に支持するから、複数種類の溶着ヘッド１０の全てを１つの支持ヘッド５０によって支持することが可能になる。それによって、支持ヘッド５０を備えておく数を減らすことができる。
【００４２】
溶着ヘッド１０を支持ヘッド５０に装着するときに、溶着ヘッド１０側のヘッド電極６１と支持ヘッド５０側のヘッド電極６２とが接続し合うようになっているので、溶着ヘッド１０を装着する作業と、一対のヘッド電極６１、６２を接続する作業とが一度にすることができる。
【００４３】
一対のクランパ電極６５、６６は、ジャンパ線６７によって常時接続するようになっているので、一対のクランパ３０が閉じ位置にあるか、開き位置にあるかに関係なく、常に、一対のヒータ４０は直列に接続されていることになる。
【００４４】
また、図１、図３、図８（ａ）にそれぞれ示す溶着ヘッド１０を支持ヘッド５０から取り外した状態から図８（ｂ）に示す支持ヘッド１０に装着するときに、データ検出部５５の検出ピン５９ａ〜５９ｄが支持ヘッド５０から溶着ヘッド１０側へ突設されている一方、検出ピン５９ａ〜５９ｄに対向する溶着ヘッド１０の面にプレート部材１５が配されているので、検出ピン５９ａ〜５９ｄがパターン１９に接触して通電状態になるか否かで、溶着ヘッド１０の固有データが検出され、固有データが制御手段７０に送られ、その固有データであるパターン１９を備えた溶着ヘッド１０を判別し、その溶着ヘッド１０で溶着すべき接合部Ｔ１の径の大きさも判り、制御手段７０は電力供給手段８０を制御して、接合部Ｔ１の径に応じた電力をヒータ４０に供給することが可能になる。
【００４５】
さらに、溶着ヘッド１０を支持ヘッド５０に装着すると、一方のヘッド電極６１が山形に形成され、他方のヘッド電極６２がＶ字状に形成されているので、一方のヘッド電極６１と他方のヘッド電極６２とを嵌合させたとき、互いの接触面積が大きくなり、一方のヘッド電極６１および他方のヘッド電極６２を介して低電圧で高電流を溶着ヘッド１０側へ供給可能になる。
【００４６】
接合部Ｔ１を溶着するには、支持ヘッド５０の枢軸５３を中心にして、一対のクランパ３０を閉じ位置から開き位置に揺動し、一対の熱伝導用部材２０の間の間隔を広げ、その一対の熱伝導用部材２０の間に接合部Ｔ１を配置する。このとき、一対の熱伝導用部材２０は、接合部Ｔ１を間にして互いに向かい合うようになっている。次に、一対のクランパ３０を開き位置から閉じ位置に揺動し、一対の熱伝導用部材２０で接合部Ｔ１を両側から挟むようにする。
【００４７】
制御手段７０が電力供給手段８０を制御して、接合部Ｔ１の径に応じた電力をヒータ４０に供給すると、直列に接続された一対のヒータ４０は同一形状で同一抵抗であるので、一対のヒータ４０をそれぞれ通る電気量が同じになり、一対のヒータ４０から発生する熱量が同じになって、熱伝導用部材２０を介して接合部Ｔ１を両側からほぼ均一に加熱することができ、接合部Ｔ１を適正に溶着することができる。
【００４８】
ヒータ４０の発熱時、ヒータ冷却用の隙間３７は、断熱層になっていて、ヒータ４０の熱がクランパ３０に伝わり難くなっている。また、ヒータ４０の両端部４５は、断熱部材７１に沿うように配されているから、ヒータ４０の両端部４５の先端を除く、両端部４５の大部分の温度低下を抑えることができ、それによって、ヒータ４０の中央部４１および両端部４５の大部分を所定温度以上に容易に保つことができる。接合部Ｔ１の加熱時、仮に、ヒータ４０の両端部４５の先端に温度低下を生じても、ヒータ４０の中央部４１および両端部４５の大部分は所定温度以上に保たれ、ヒータ４０の中央部４１からの熱で熱伝導用部材２０を介して接合部Ｔ１を適正に加熱することができる。
【００４９】
接合部Ｔ１の溶着作業中の振動が一対のヘッド電極６１、６２に伝わっても、一方のヘッド電極６１に接続する方向へ他方のヘッド電極６２が圧縮ばね６３によって付勢されているので、溶着作業中の振動によって、一対のヘッド電極６１、６２が離れてしまうことはなく、一対のヘッド電極６１、６２は常に適正な接続状態に維持される。
【００５０】
接合部Ｔ１の加熱が終了した後、ヒータ４０を冷却する必要がある。支持ヘッド５０を介して溶着ヘッド１０のヒータ冷却用の隙間３７に空気を送り込むことができる。送り込まれる空気によって、ヒータ４０から熱が急速に奪われ、ヒータ４０を短時間に冷却することができ、それによって、接合部Ｔ１を冷やすことができる。ヒータ冷却用の隙間３７内に送り込まれた空気は、排気孔３６を通って溶着ヘッド１０の外へ排出される。
【００５１】
このようにして接合部Ｔ１を溶着した後に、一対のクランパ３０を閉じ位置から開き位置に揺動し、一対の熱伝導用部材２０の間の間隔を広げるようにすれば、一対の熱伝導用部材２０の間から接合部Ｔ１を取り出すことができる。このように、一対のクランパ３０を揺動することで、接合部Ｔ１を簡単に挟むことができ、また、簡単に取り出すことができる。
【００５２】
溶着ヘッド１０において、ヒータ４０の中央部４１から両側に両端部４５が延びていて、その両端部４５が電極を介して電源と接続されるようになるから、接合部Ｔ１と電極との間にヒータ４０の両端部４５が介在し、接合部Ｔ１に対して電極などの金属製の部品を離れた位置に配することができる。クランパ３０などに配される金属製の部品は、ヒータ４０の発熱によって高温で使用されることになるので、酸化膜を容易に形成する。しかし、接合部Ｔ１に対して金属製の部品を離してあるので、金属製の部品の酸化膜によって接合部Ｔ１が汚染され難くなる。
【００５３】
また、溶着ヘッド１０において、一対のヒータ４０は板状の抵抗発熱材が用いられているので、ヒータ４０の厚みを抑えることができる。また、ヒータ４０を、熱伝導用部材２０に沿うように形成すればよいので、ヒータ４０の形状を簡易型によって精度良く成形することができ、ヒータ４０の製造コストを低減することができる。一方、熱伝導用部材２０は、ヒータ４０と接合部Ｔ１とを隔離するものであって、例えば熱伝導性かつ絶縁性を有するセラミック材によって形成される。熱伝導用部材２０を、接合部Ｔ１の径に応じた筒径の略半円筒形に形成すればよいので、熱伝導用部材２０の形状を精度よく、簡単に形成することができ、熱伝導用部材２０の製造コストを低減することができる。また、熱伝導効率を高めるために、熱伝導用部材２０の内周面は接合部Ｔ１に密着することができるように、また、熱伝導用部材２０の外周面は板状のヒータ４０が密着することができるように、切削などによって滑らかにそれぞれ形成されている。
【００５４】
なお、前記実施の形態においては、一対のクランパ電極６５、６６をジャンパ線６７で接続したものを示したが、一対のクランパ電極６５、６６は、一対のクランパ３０を閉じ位置に揺動したときに少なくとも、互いに接続されるようにしてもよい。それによって、一対のクランパ３０が閉じ位置にあるときに、一対のヒータ４０は直列に接続され、一対のクランパ３０が開き位置にあるときには、一対のヒータ４０は接続が断たれる場合があるが、一対のクランパ３０が開き位置にあるときは、接合部Ｔ１を溶着するときではなく、一対のヒータ４０に電力を供給する必要がないので、一対のヒータ４０の接続が断たれた場合であっても、支障はない。
【００５５】
また、実施の形態では、一方のヘッド電極６１と他方のヘッド電極６２とを嵌合させたとき、互いの接触面積を大きくするために、一方のヘッド電極６１が山形に形成され、他方のヘッド電極６２がＶ字状に形成されているものを示したが、これに限らず、一対のヘッド電極６１、６２の一方に凸部を１または複数設ける一方、一対のヘッド電極６１、６２の他方に凸部に嵌合する凹部を１または複数設けるようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂チューブの溶着装置によれば、一対のヒータを板状の抵抗発熱材によって一対の熱伝導用部材に沿うようにそれぞれ形成したので、ヒータの厚みを抑えることができ、装置全体を小型にすることができ、また、ヒータや熱伝導用部材の構成が簡単になり、コストを低減することができる。
また、溶着ヘッドを支持ヘッドに着脱可能に支持するようにしたので、接合部の径に応じて用意される複数種類の溶着ヘッドに対して１つの支持ヘッドを共通して使用することが可能になり、コストの削減になる。さらに、溶着ヘッドを支持ヘッドに装着するときに一対のヘッド電極が接続し合うようになっているので、溶着ヘッドの装着作業と一対のヘッド電極の接続作業とを一度にでき作業性がよい。さらに、一対のヘッド電極の少なくとも一方を一対のヘッド電極の他方に接続する方向へ付勢しているので、一対のヘッド電極を常に適正な接続状態に維持することができる。
【００５７】
さらに、一対のヒータを直列に接続したので、接合部の溶着時に一対のヒータの発生する熱量が同じになり、その一対のヒータによって熱伝導用部材を介して接合部を両側からほぼ均一に加熱することができる。さらに、一対のヒータを一対のクランパ電極を介して直列に接続し、一対のクランパを閉じ位置に揺動したときに少なくとも、一対のクランパ電極を互いに接続するようにしたので、接合部の溶着時に一対のヒータから同じ熱量を発生させることができる。
【００５８】
さらに、溶着ヘッドを支持ヘッドに装着することによって、データ検出部が固有データを検出し、検出された固有データに基づいて制御手段が溶着ヘッド側への電力を調整するようにしたので、接合部の径に応じた適正な電力を溶着ヘッド側のヒータに供給することができる。さらに、接合部の加熱終了後に、支持ヘッドを介して溶着ヘッドに冷却用の空気を送り込むようにし、送り込まれた空気を排気孔を通して溶着ヘッドの外へ排出するようにしたので、冷却用の空気が溶着ヘッドへ順次送り込まれるようになって、ヒータが急速に冷却され、それによって、接合部を短時間で冷やすことができ、溶着作業性が良くなる。
【００５９】
ヒータは略Ω形断面形状に形成され、中央部と、その中央部の両端からそれぞれ延びる両端部とを備えているから、ヒータの両端部を設けることで、何らかの要因でヒータの両端部の先端に温度低下を生じても、ヒータの中央部および両端部の大部分の温度まで低下することはなく、接合部を適正に加熱することができ、また、接合部に対して電極などの金属製の部品を離れた位置に配することができるので、金属製の部品の酸化膜によって、接合部が汚染され難くなり、金属製の部品を頻繁に交換したりする必要が無く、ランニングコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る樹脂チューブの溶着装置のブロック図である。
【図２】同じく、溶着装置の加熱ヘッドの要部断面図である。
【図３】同じく、溶着装置の加熱ヘッドおよび支持ヘッドを示す正面図である。
【図４】同じく、加熱ヘッドの一対のクランパを開き位置に揺動したときの溶着装置の正面図である。
【図５】同じく、加熱ヘッドに設けたプレート部材に固有データである金属のパターンを形成したものを示しており、（ａ）はプレート部材の平面図、（ｂ）はプレート部材の正面図である。
【図６】同じく、加熱ヘッドに設けたプレート部材の固有データである金属のパターンを形成したものを示しており、（ａ）〜（ｄ）は金属のパターンのそれぞれの種類を示した平面図である。
【図７】同じく、加熱ヘッドの固有データである金属のパターンを検出するためのデータ検出部を示しており、（ａ）はデータ検出部の平面図、（ｂ）はデータ検出部の正面図である。
【図８】同じく、加熱ヘッドおよび支持ヘッドの上半分を取り外して、その内部を示した溶着装置の平面図であり、（ａ）は、加熱ヘッドを支持ヘッドに装着する前の状態を示す平面図、（ｂ）は、加熱ヘッドを支持ヘッドに装着した状態を示す平面図である。
【図９】同じく、加熱ヘッドを接合部の軸線に沿って破断して、温度センサなどの配置を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｔ１…接合部
１０…溶着ヘッド
１５…プレート部材
１７…ねじ部材
１８…ジャック
１９…パターン
２０…熱伝導用部材
３０…クランパ
３５…収容凹部
３６…排気孔
３７…ヒータ冷却用の隙間
３８…対向面
３９…下孔
４０…ヒータ
４１…中央部
４５…両端部
４５ａ、４５ｂ…被挟持部
５０…支持ヘッド
５１、５２…一対の支持ブロック
５４…止めねじ
５５…データ検出部
５６…ベース
５７…ねじ部材
５８…プラグ
５９ａ…検出ピン
５９ａ〜５９ｄ…検出ピン
６０…加熱回路
６１、６２…一対のヘッド電極
６３…圧縮ばね
６５、６６…一対のクランパ電極
６７…ジャンパ線
７０…制御手段
８０…電力供給手段
８１…クランプ金具
８２…ハンドル部材
８３…被係止部材
８５…温度センサ
【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】
2004195887.tif 000009
【図８】
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【図９】
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