(57)【要約】【課題】  面状ヒーターを早く確実に取り外すことで接合する管端面の温度の低下を抑え、安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置を提供する。【解決手段】  固定クランプ、面状ヒーター、可動クランプ又は面状ヒーター支持架台にヒーター脱着具が設けられ、融着する管の管端部同士を上記面状ヒーターに接触させた状態で、面状ヒーターと固定クランプ、又は面状ヒーターと可動クランプとにヒーター脱着具を装着し、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、ヒーター脱着具により面状ヒーターが溶融した管端面から分離する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合する熱可塑性樹脂製管の管端部同士を固定クランプと可動クランプとでクランプして管端面を面取りし、面取り後の管端面を面状ヒーターで加熱し、管端面が溶融したら面状ヒーターを除去し、再度管端面同士を突き合わせて融着接合する突き合わせ融着接合に用いられる突き合わせ融着接合装置であって、上記固定クランプ、面状ヒーター、可動クランプ又は面状ヒーター支持架台にヒーター脱着具が設けられ、融着する管の管端部同士を上記面状ヒーターに接触させた状態で、面状ヒーターと固定クランプ、又は面状ヒーターと可動クランプとにヒーター脱着具を装着し、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、ヒーター脱着具により面状ヒーターが溶融した管端面から分離することを特徴とする突き合わせ融着接合装置。
【請求項２】
ヒーター脱着具が、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部とされ、後端部がヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに装着する固定部とされた、少なくとも一対の掛着金具であり、いずれの掛着金具も、本体部に長軸がクランプの移動方向に沿った長穴が設けられ、本体部がボルトにより固定クランプ又は可動クランプに摺動可能に取り付けられ、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着され、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーター周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離し、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、長穴に沿って固定部がクランプの移動方向に摺動されて、掛着金具が移動することを特徴とする請求項１記載の突き合わせ融着接合装置。
【請求項３】
ヒーター脱着具が、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部と、掛着部の他端に連結されてヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに固定する本体部とからなる、少なくとも一対の掛着金具であり、いずれの掛着金具も、本体部又は掛着部に、長軸がクランプの移動方向に沿った長穴が設けられてボルトにより固定部と掛着部とが摺動可能に連結され、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、掛着金具の全長を伸長して掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着され、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーター周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離し、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、長穴に沿って掛着部と固定部とがクランプの移動方向に摺動して掛着金具の全長が縮小することを特徴とする請求項１記載の突き合わせ融着接合装置。
【請求項４】
ヒーター脱着具が、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部と、ヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに固定する本体部と、面状ヒーター脱着具の全長が伸縮自在となるように掛着部と固定部とを連結する伸縮体とからなる、少なくとも一対の掛着金具であり、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、伸縮体を伸ばして掛着金具の全長を伸長し、掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着され、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離し、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、伸縮体が収縮して掛着部が本体部側に押し込まれ、掛着金具の全長が縮小することを特徴とする請求項１記載の突き合わせ融着接合装置。
【請求項５】
ヒーター脱着具が、固定クランプと面状ヒーターとに対面して取り付けられた少なくとも一対の磁石、又は面状ヒーターと可動クランプとに対面して取り付けられた少なくとも一対の磁石であり、それぞれの対となる磁石のうち、少なくとも一方が電磁石とされ、管端面が溶融されたあと対面する磁石同士が離反するように電磁石に通電するとともに、可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させて面状ヒーターを管端面から分離することを特徴とする請求項１記載の突き合わせ融着接合装置。
【請求項６】
ヒーター脱着具が、面状ヒーターの支持架台又は面状ヒーターの周辺部に設けられた長さ方向にばね弾性を有する堅い伸縮棒状体であり、面状ヒーターの支持架台又は面状ヒーターの周辺部に、上記伸縮棒状体の先端を挿入する受け穴が設けられ、面状ヒーターの周辺部又は面状ヒーターの支持架台に、伸縮棒状体を収縮した状態で止める掛け具が設けられ、伸縮棒状体の一端を受け穴に挿入し、面状ヒーターを面状ヒーター支持架台側に押して伸縮棒状体を押し縮めて掛け具で収縮状態を保持し、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させる時に、掛け具を外して伸縮棒状体を元の長さに伸長させて面状ヒーターを管端面から分離することを特徴とする請求項１記載の突き合わせ融着接合装置。
【請求項７】
伸縮棒状体が、コイルばねとそのコイル内に挿入される棒又はコイル外に装着される中空棒とからなる、堅い伸縮棒状体であり、該コイルばねが面状ヒーター支持架台又は面状ヒーターの周辺部に固定され、該棒又は中空棒が面状ヒーターの周辺部又は面状ヒーターの支持架台に固定され、コイルばねと棒、又はコイルばねと中空棒とを遊挿して、伸縮棒状体で面状ヒーターを面状ヒーター架台に支持することを特徴とする請求項６記載の突き合わせ融着接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合される熱可塑性樹脂製管同士の接合面同士をそれぞれ面取りし、面取りされた管端面を面状ヒーターで加熱溶融し、管端面から面状ヒーターを取り外した後、溶融した管端面同士を突き合わせて融着接合する突き合わせ融着接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン管やポリプロピレン管などの熱可塑性樹脂管は軽量で、耐食性、可撓性、耐震性に優れ、ガス管や水道管に汎用されつつある。これらの樹脂管は、現場において接合する方法として、接合される管同士の接合面をそれぞれ面取りし、面取りされた管端面を面状ヒーター等により加熱し溶融させた後面状ヒーターを除去し、溶融した面同士を突き合せることによって融着接合させる、突き合わせ融着接合法がある。
【０００３】
従来行われている一般的な突き合わせ融着接合方法は、通常、図８に示されるような融着接合装置を用いて次のようにして行われる。即ち、先ず固定クランプ２と可動クランプ３とにそれぞれ熱可塑性樹脂製管の端部４１、４２を固定させた後、エアシリンダー等の駆動装置５により可動クランプ３を前進させて端部４２の管端面を可動兼用架台６に取り付けの面取り機７に押し付け、更に前進させて押し込み、端部４１、４２のそれぞれの管端面で面取り機７を挟み込み面取り機７を駆動して端部４１、４２のそれぞれの管端面の面取りを行う。面取り後、可動兼用架台６より面取り機７を取り外して、代わりに面状ヒーター８を取り付け、同様にして端部４１、４２のそれぞれの管端面で面状ヒーター８を挟み込んで圧設し、端部４１、４２のそれぞれの管端面を加熱溶融した後、一定時間加熱保持を行う。次いで、駆動装置５により可動クランプ３を後退させて、端部４１、４２で挟み込んだ面状ヒーター８を自由にし、面状ヒーター８を可動兼用架台６より取り外す。その後、駆動装置５により再度可動クランプ３を前進させ、溶融している端部４２を固定クランプ２に固定されて溶融している端部４１に所要の押し圧で突き合わせて融着接合する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、突き合わせ融着接合法においては、所定の接合条件、例えば加圧溶融工程、加熱保持工程、面状ヒーター除去工程、圧着工程、冷却工程等の各工程における時間、温度、圧力をきちんと守って行わなければ、接合強度が不均一となったり、不足したりするという問題点がある。その中でも、特に面状ヒーターの温度、加圧溶融の時間、加熱保持の時間、ヒータ除去から圧着までの時間は、接合性能を大きく左右させるものである。
【０００５】
上記従来の突き合わせ融着接合装置を用いる方法においては、接合する端部は面状ヒーターに圧設されて加熱溶融される。従って、面状ヒーターの発熱面が離型性の良い材料とされていたとしても、溶融した管端面は面状ヒーターの発熱面に付着してしまう。この場合、付着する管端面が固定クランプに固定された管端面であるか可動クランプに固定された管端面であるかは、一般的には特定できず、面状ヒーターの除去を行う作業者の姿勢、力のかけ方等がその都度変わり、面状ヒーターを取り外してから接合する管端面同士を突き合わせるまでの時間が長くなってしまい、しかも作業者毎に時間が変わって一定しないというという問題点がある。
【０００６】
この時間が長くなると融着面の温度が低下してしまい、接合強度が低下したり、接合個所毎にばらつきが出て、安定した接合が出来なくなってしまう。特に冬季など気温が低い時期においては温度降下が激しく、接合強度が出難くなる。又、この時間を短くするためには、例えば溶融の終了時間に合わせて予め待機し、所定の時間になったら手早く面状ヒーターを取り除くことが行われれば良いが、この作業は作業者の熟練度によって速度が変わり、従って接合強度にばらつきが出る恐れが多い。
【特許文献１】特開２００１−１９１４１５号公報  段落番号［０００２］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、面状ヒーターを早く確実に取り外すことで接合する管端面の温度の低下を抑え、安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置を提供する目的で行われたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の請求項１記載の突き合わせ融着接合装置（発明１）は、接合する熱可塑性樹脂製管の管端部同士を固定クランプと可動クランプとでクランプして管端面を面取りし、面取り後の管端面を面状ヒーターで加熱し、管端面が溶融したら面状ヒーターを除去し、再度管端面同士を突き合わせて融着接合する突き合わせ融着接合に用いられる突き合わせ融着接合装置であって、上記固定クランプ、面状ヒーター、可動クランプ又は面状ヒーター支持架台にヒーター脱着具が設けられ、融着する管の管端部同士を上記面状ヒーターに接触させた状態で、面状ヒーターと固定クランプ、又は面状ヒーターと可動クランプとにヒーター脱着具を装着し、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、ヒーター脱着具により面状ヒーターが溶融した管端面から分離することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明（発明２）は、ヒーター脱着具が、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部とされ、後端部がヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに装着する固定部とされた、少なくとも一対の掛着金具であり、いずれの掛着金具も、本体部に長軸がクランプの移動方向に沿った長穴が設けられ、本体部がボルトにより固定クランプ又は可動クランプに摺動可能に取り付けられ、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着され、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーター周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離し、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、長穴に沿って固定部がクランプの移動方向に摺動されて、掛着金具が移動することを特徴とする発明１の突き合わせ融着接合装置である。
【００１０】
請求項３記載の発明（発明３）は、ヒーター脱着具が、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部と、ヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに固定する本体部とからなる、少なくとも一対の掛着金具であり、いずれの掛着金具も、本体部又は掛着部に、長軸がクランプの移動方向に沿った長穴が設けられてボルトにより固定部と掛着部とが摺動可能に連結され、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、掛着金具を伸長して掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着され、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーター周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離し、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、長穴に沿って掛着部と固定部とがクランプの移動方向に摺動して掛着金具の全長が縮小することを特徴とする発明１の突き合わせ融着接合装置である。
【００１１】
請求項４記載の発明（発明４）は、ヒーター脱着具が、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部と、ヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに固定する本体部と、面状ヒーター脱着具の全長が伸縮自在となるように掛着部と固定部とを連結する伸縮体とからなる、少なくとも一対の掛着金具であり、いずれの掛着金具も、本体部がボルトにより固定クランプ又は可動クランプに取り付けられ、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、伸縮体を伸長して掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着され、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離し、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、伸縮体が収縮して掛着部が本体部側に押し込まれ、掛着金具の全長が縮小することを特徴とする発明１の突き合わせ融着接合装置である。
【００１２】
請求項５記載の発明（発明５）は、ヒーター脱着具が、固定クランプと面状ヒーターとに対面して取り付けられた少なくとも一対の磁石、又は面状ヒーターと可動クランプとに対面して取り付けられた少なくとも一対の磁石であり、それぞれの対となる磁石のうち、少なくとも一方が電磁石とされ、管端面が溶融されたあと対面する磁石が離反するように電磁石に通電するとともに、可動クランプと面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させて面状ヒーターを管端面から分離することを特徴とする発明１の突き合わせ融着接合装置である。
【００１３】
請求項６記載の発明（発明６）は、ヒーター脱着具が、面状ヒーターの支持架台又は面状ヒーターの周辺部に設けられた長さ方向にばね弾性を有する堅い伸縮棒状体であり、面状ヒーターの支持架台又は面状ヒーターの周辺部に、上記伸縮棒状体の先端を挿入する受け穴が設けられ、面状ヒーターの周辺部又は面状ヒーターの支持架台に、収縮された伸縮棒状体を収縮した状態で止どめる掛け具が設けられ、伸縮棒状体の一端を受け穴に挿入し、面状ヒーターを面状ヒーター支持架台側に押して伸縮棒状体を押し縮めて掛け具で収縮状態を保持し、管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させる時に、掛け具を外して伸縮棒状体を元の長さに伸長させて面状ヒーターを管端面から分離することを特徴とする発明１の突き合わせ融着接合装置である。
【００１４】
請求項７記載の発明（発明７）は、伸縮棒状体が、コイルばねとそのコイル内に挿入される棒又はコイル外に装着される中空棒とからなる、堅い伸縮棒状体であり、該コイルばねが面状ヒーター支持架台又は面状ヒーターの周辺部に固定され、該棒又は中空棒が面状ヒーターの周辺部又は面状ヒーターの支持架台に固定され、コイルばねと棒、又はコイルばねと中空棒とを遊挿して、伸縮棒状体で面状ヒーターを面状ヒーター架台に支持することを特徴とする発明６の突き合わせ融着接合装置である。
【００１５】
発明１から発明７において接合される管は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂からなる管である。
【００１６】
また、用いられる突き合わせ融着接合装置は、固定クランプと可動クランプとで接合させる管端部を固定し、接合する互いの管端面を面取りし、面取り後の管端面を面状ヒーターに圧接して加熱溶融し、その後面状ヒーターを取り外してから再度管端面同士突き合わせて融着する機構を有しているものであれば特に限定されず、例えば図Ｘに示されるような従来と同じものが適用されても良い。
【００１７】
管端面同士が溶融された後、面状ヒーターを取り外して再び溶融した管端面同士を突き合わせて融着する。本発明１においては、上記固定クランプ、面状ヒーター又は可動クランプに、面状ヒーターが加熱されて管端面が溶融された後、可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、面状ヒーターを管端の溶融面から強制的に分離するためのヒーター脱着具が備えられている。このヒーター脱着具は、面状ヒーターを取り外してから溶融した管端面同士を突き合わせる迄の時間を最小にする機能を有するものとされている。
【００１８】
発明２においては、ヒーター脱着具は、その先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部とされ、後端部が固定クランプ又は可動クランプに装着される本体部とされた掛着金具である。この掛着部は、可動クランプが面状ヒーターを取り外す方向に移動させた時に、面状ヒーターの周辺部に掛かって面状ヒーターを引き、管端面と面状ヒーターを管端面からこじるように引き剥がして分離する機能を有している。
【００１９】
従って、上記掛着金具は、鉄、ステンレススチールアルミニウム、銅、真鍮、等の金属類が好適に適用される。これらは、金属板状体の曲げ加工、削り出し加工等、任意の金属加工方法で加工して供される。
【００２０】
掛着金具の厚さ、幅、折り曲げ個所までの長さ、及び曲げられた部分の長さは、曲げされた先端部に面状ヒーターを掛けて引いた時に、掛着金具が曲がったり損壊しない程度であれば良く、特に限定されない。
【００２１】
掛着金具は、可動クランプに設けられて固定クランプ側の管端部と面状ヒーターとを剥がすものと、固定クランプに設けられて可動クランプ側の管端部を面状ヒーターとを剥がすものとが対となって用いられる。対となっているそれぞれの掛着金具の取り付け位置は、互いに面状ヒーターの中心を挟んで対称位置となるように取り付けられ、掛着部は面状ヒーターの周辺部を掛着する方向に向けて取り付けられる。このように取り付けると、可動クランプが面状ヒーターを取り外す方向に移動した時に、面状ヒーターをこじるように力が作用するので、確実に引き剥がしができる。
【００２２】
掛着金具本体部には長穴が設けられ、ボルトにより固定クランプ又は可動クランプに摺動可能に取り付けられる。この長穴は、面状ヒーターを取り外した後、溶融した管端面同士を突き合わせるために、再度可動クランプを管端面同士を突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が、対向するクランプに当たって掛着金具がクランプの移動方向に沿って摺動される機能を有している。
【００２３】
従って、長穴の長軸方向は、可動クランプが面状ヒーターを管端面から引き剥がす方向に移動する場合には掛着金具は摺動せず、かつ管端面同士を突き当てる方向に移動して掛着金具が対向するクランプに当たると摺動する方向となるように設けられると良い。この場合、金具を締め付けるボルトは、緊結してしまうと金具が摺動しなくなるので緩めに螺結しておくと良いが、緩すぎると解けてしまう恐れがあるので、適宜状況に合わせて適度に締められれば良い。
【００２４】
なお、掛着金具は、一対以上用いられても良い。即ち、掛着金具は固定クランプと可動クランプとのいずれにも取り付けられねばならないが、固定クランプ側に取り付けられる掛着金具の数と、可動クランプ側に取り付けられる掛着金具の数とは必ずしも同じである必要はなく、面状ヒーターが引き剥がされるように取り付けられていればその取り付け数が異なっていても良い。但し、掛着金具の取り付け位置は、可動クランプが面状ヒーターを取り外す方向に移動した時に、面状ヒーターをこじるように力が作用する位置としなければならず、剥がされた面状ヒーターを除去するのに邪魔にならないようにしなければならないことはいうまでもない。
【００２５】
発明３においては、ヒーター脱着具は、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部と、掛着部の他端に連結されて掛着金具を固定クランプ又は可動クランプに固定する本体部とからなる一対の掛着金具である。いずれの掛着金具も、本体部又は掛着部に長軸がクランプの移動方向に沿った長穴が設けられてボルトにより固定部と掛着部とが摺動可能に連結されている。
【００２６】
即ち、本発明３は、発明２における摺動部が掛着部と固定部との連結部になったものであり、従って、掛着金具の材質、厚さ、幅、折り曲げ個所までの長さ、曲げられた部分の長さ等は、発明２の場合と同様とされる。
【００２７】
掛着金具は、融着される管の管端面を面状ヒーターに接触させた状態で、掛着部と本体部とを摺動して掛着金具を伸長し、掛着部を面状ヒーターの周辺部に掛着する。長穴が、その長軸方向がクランプの移動方向に沿って設けられているので、管端面が溶融されたあと、可動クランプを面状ヒーターを管端面から引き剥がす方向に移動させた時に、掛着金具が伸びていて掛着部と固定部とがほとんど摺動せず、掛着部が面状ヒーター周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離させる。
【００２８】
面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、長穴に沿って掛着部と固定部とがクランプの移動方向に摺動して掛着金具の全長が縮小される。
【００２９】
従って、金具を締め付けるボルトは、緊結してしまうと掛着部と固定部とが摺動しなくなるので緩めに螺結しておくと良いが、緩すぎると解けてしまう恐れがあるので、適宜状況に合わせて適度に締められれば良い。
【００３０】
発明４においては、ヒーター脱着具は、先端部が曲げられて面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部と、ヒーター脱着具を固定クランプ又は可動クランプに固定する本体部と、掛着部と固定部とを連結する伸縮体とからなる一対の掛着金具である。この伸縮体は、掛着部と掛着金具本体部とを、掛着金具の全長が伸縮自在となるように連結している。
【００３１】
いずれの掛着金具も、掛着金具本体部が、ボルトにより固定クランプ又は可動クランプに取り付けられ、管端面が面状ヒーターに接触した状態で、伸縮体を伸長して掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛着可能とされる。
【００３２】
管端面が溶融されたあと可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛かって面状ヒーターを管端面から分離する。面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、一方のクランプに取り付けられた掛着金具の掛着部が対向するクランプに当たり、伸縮体が収縮して掛着部が本体部側に押し込まれ、掛着金具の全長が縮小する。
【００３３】
伸縮体は、面状ヒーターを引き剥がす時には、掛着金具が伸長した状態となって、引き剥がし力に抗しなければならず、また、再度クランプ同士を管端面を突き合わせる方向に移動させた時に、掛着金具の全長が縮小するために伸縮体が収縮してすることが必要である。従って、伸縮体は、抗張力と弾性とに優れたものであれば特に限定されないが、例えば一例として、コイルばね、合成ゴム、天然ゴム等が挙げられる。また、掛着部と伸縮体、又は伸縮体と固定部との連結方法は、ばねやゴム等を剛体に固定する一般的な方法が適用されれば良く、特に限定されない。
【００３４】
なお、掛着部又は固定部を中空形状とし、伸縮体をその中に収納して、掛着部と固定部とをスライド可能としても良い。
【００３５】
発明５においては、ヒーター脱着具が、固定クランプと面状ヒーターとに対面して取り付けられた少なくとも一対の磁石、又は面状ヒーターと可動クランプとに対面して取り付けられた少なくとも一対の磁石である。
【００３６】
それぞれの対となる磁石のうち、少なくとも一方が電磁石とされている。電磁石は、管端面が溶融されたあと対面する磁石が離反するように電磁石に通電することにより、可動クランプと面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させた時に、電磁石の反発力により面状ヒーターを管端面から分離する機能を有する。従って、対となって対面している磁石はいずれも電磁石であっても良いが、少なくと一方が電磁石であれば上記機能は発現するので、必ずしも両方とも電磁石である必要はない。
【００３７】
磁石の厚さは、クランプに固定される管の管端部長さより薄いことが好ましい。この厚さより薄ければ、面状ヒーターを取り外した後、再度可動クランプを管端面同士が突き合わせる方向に移動させた時に、磁石が邪魔にならず溶融した管端部同士を接合する事ができる。長い場合は、取り外せば良い。
【００３８】
用いられる電磁石の芯材料等は一般的な物であれば良く、特に限定されない。また、発生させる磁界強度は、管の溶融と面状ヒーターの界面の表面張力等によって、適宜状況に応じて決められれば良い。更に、発生する磁界による電波障害等を防止するために、防磁手段を講じておくと良い
【００３９】
管端部を溶融するに際し、管端部同士を面状ヒーターに接触させて、対面する磁石同士が引き合うように通電しても良いが、面状ヒーターと管端面とがクランプによって十分に圧接されていれば、必ずしも磁石同士が引き合うように通電する必要はない。
【００４０】
発明６においては、ヒーター脱着具は、長さ方向にばね弾性を有する堅い伸縮棒状体である。面状ヒーターの支持架台又は面状ヒーターの周辺部には、伸縮棒状体の先端を挿入する受け穴が設けられる。また、面状ヒーターの周辺部又は面状ヒーターの支持架台に、収縮された伸縮棒状体を収縮した状態で止どめる掛け具が設けられる。
【００４１】
面状ヒーターをヒーター架台に取り付ける時には、伸縮棒状体は、その一端を受け穴に挿入し面状ヒーターを面状ヒーター支持架台側に押して伸縮棒状体を押し縮め、他端を掛け具で止めて収縮状態を保持される。
【００４２】
この状態で管端面が溶融されたあと、可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させる時に掛け具を外す。伸縮棒状体は収縮状態から元の長さに伸長し、面状ヒーターがヒーター架台から離れる方向に移動するので、面状ヒーターは管端面から分離する。
【００４３】
従って伸縮棒状体は、圧縮弾性率に富んだものであれば特に限定されないが、例えば一例として、コイルばね、合成ゴム、天然ゴム等が挙げられる。また、掛着部と伸縮体、又は伸縮体と固定部との連結方法は、ばねやゴム等を剛体に固定する一般的な方法が適用されれば良く、特に限定されない。
【００４４】
発明７では、上記発明６の伸縮棒状体が、コイルばねと、コイルばねより短くかつそのコイル内に挿入される棒又はコイル外に装着される中空棒とからなる堅い伸縮棒状体で構成されている。該コイルばねが面状ヒーター支持架台又は面状ヒーターの周辺部のいずれかに固定され、該棒又は中空棒が面状ヒーターの周辺部又は面状ヒーターの支持架台のどちらかに固定される。
【００４５】
面状ヒーターをヒーター支持架台に取り付ける時には、コイルばねと棒、又はコイルばねと中空棒とを遊挿し、面状ヒーターを面状ヒーター支持架台側に押してコイルばねを押し縮めて伸縮棒状体の長さを縮小し、他端を掛け具で止めて縮小状態を保持する。
【００４６】
この状態で管端面が溶融されたあと、可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させる時に掛け具を外す。コイルばねは収縮状態から元の長さに復元し、伸縮棒状体が伸長して面状ヒーターがヒーター架台から離れる方向に移動するので、面状ヒーターは管端面から分離する。
【発明の効果】
【００４７】
本発１から発明７では、ヒーター除去に際し可動クランプを後退させると、ヒーター脱着具により、固定クランプ側の管端面と面状ヒーターと移動側クランプの管端面とを分離することができ、速やかに面状ヒーターを取り外すことができる。従って、接合する管端面の温度の低下が少ないので、安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置となる。
【００４８】
発明２から発明４では、ヒーター脱着具の先端部が、面状ヒーターの周辺部に掛かる掛着部とされているので、可動クランプが面状ヒーターを取り外す方向に移動させた時に、その掛着部が面状ヒーターの周辺部に掛かって面状ヒーターを引き、管端面と面状ヒーターを管端面からこじるように引き剥がし、容易に分離できる。
【００４９】
発明２又は発明３においては、更に、面状ヒーターを取り外した後、再び可動クランプを前進させて融着面同士を突き合わせる時、掛着部先端が対向するクランプに当たって、掛着金具が長穴に沿ってクランプの移動方向に摺動するので、突き合わせ時に掛着金具が邪魔にならず、ヒーター脱着具（掛着金具）をクランプから除去することなく、突き合わせることができる。従って、益々速やかに突き合わせ作業を行うことができ、接合する管端面の温度が低下が少ないので、ますます安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置となる。
【００５０】
発明４では、掛着金具の掛着部と固定部とが伸縮体で連結されているので、面状ヒーターを取り外した後、再び可動クランプを前進させて融着面同士を突き合わせる時、掛着部先端が対向するクランプに当たって、掛着部が固定部側に押し込まれて掛着金具の全長が短くなり、突き合わせ時に掛着金具が邪魔にならず、ヒーター脱着具（掛着金具）をクランプから除去することなく、突き合わせることができる。従って、益々速やかに突き合わせ作業を行うことができ、接合する管端面の温度が低下が少ないので、ますます安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置となる。
【００５１】
発明５では面状ヒーターの分離を電磁石で行うので、面状ヒーターを取り外したあと、再び可動クランプを前進させて融着面同士を突き合わせる時、電磁石がクランプされている管端部の長さよりも短ければ突き合わせ時に電磁石が邪魔にならず、従って電磁石を取り外すことなく、突き合わせることができる。従って、益々速やかに突き合わせ作業を行うことができ、接合する管端面の温度が低下が少ないので、ますます安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置となる。
【００５２】
発明６では、面状ヒーターが、押し縮められた伸縮棒状体の他端を掛け具で止めて収縮状態としてヒーター架台に装着されているので、管端面が溶融されたあと、可動クランプを面状ヒーターから遠ざかる方向に移動させる時に掛け具を外と、伸縮棒状体が収縮状態から元の長さに伸長し、面状ヒーターがヒーター架台から離れる方向に移動するので、面状ヒーターは管端面から分離する。同時に、伸縮棒状体も取り外される。
【００５３】
面状ヒーターを取り外した後、再び可動クランプを前進させて融着面同士を突き合わせる時、伸縮棒状体は既に取り外されているので、伸縮棒状体が邪魔にならずに溶融した管端面同士を突き合わせることができる。従って、益々速やかに突き合わせ作業を行うことができ、接合する管端面の温度が低下が少ないので、ますます安定した接合強度を得ることができる突き合わせ融着接合装置となる。
【００５４】
発明７においては、発明６の効果に加え、伸縮棒状体が、コイルばねとこれに挿入される棒又は又は装着される中空棒であるので、伸縮棒状体を押し縮める時に、伸縮棒状体が迂らず、面状ヒーターをヒーター架台へ取り付けることが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
次に、図面を参照して本発明の融着接合装置の使用方法を説明する。図１は発明２の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。図２は発明３の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。図３は発明４の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。図４は発明４に用いられる伸縮体の一例の断面図であり、（ａ）は伸縮体がコイルばねであるもの、（ｂ）はコイルばねを掛着部が遊嵌しているもの、（ｃ）はコイルばねを固定部が遊嵌しているものである。図５は発明５の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。図６は発明６の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその接合中の状態の側面図、（ｂ）は接合後面状ヒーターが分離された状態の側面図である。図７は発明６に用いられる弾性伸縮棒状体の一例の断面図であり、（ａ）は伸縮コイルばねの外に堅い中空棒が遊嵌しているもの、（ｂ）は伸縮コイルばねの中に堅い棒が遊挿されているものである。図８は従来の融着接合装置の一例の側面図である。
【００５６】
融着接合装置１は、接合する管端部４１、４２を固定する固定クランプ２と、可動クランプ３と、管端面を面取りする面取り機７と面状ヒーター８とを交互に入れ替えて装着可能な可動兼用架台６とからなる。融着接合作業に開始前には、可動兼用架台６には予め面取り機７が装着されている。
【００５７】
固定クランプ２又は可動クランプ３で管端部４１、４２を固定する方法は、既存の管固定方法がそのまま適用されれば良く、可動クランプ３の駆動方法もエアシリンダーや油圧シリンダー、電動モーター、又は手回しのギア等の既存の駆動方法が用いられれば良い。
【００５８】
面状ヒーター８は、管端面に接触する個所が平面とされ、その部分が所定の温度に加熱されれば良く、中実円板状であっても中空円板状であっても構わない。ヒーターは一般的な電気発熱線であれば良く、温度制御用に温度測定端子が設けられてその信号でヒーターを入切するようにされていると良い。また、面状ヒーター８が管端面と接触する表面は、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の表面張力が低くかつ溶融樹脂に移行しない材料で被覆されていることが望ましい。更に、面状ヒーター８には、取り外し作業を容易にするために取っ手８１が設けられていることが好ましい。
【００５９】
面取り機７も、保護枠に収められた面状の電動グラインダー等の通常の面取り機構を有するものがそのまま用いられれば良い。
【００６０】
固定クランプ２と可動クランプ３とにそれぞれ熱可塑性樹脂製管の端部４１、４２を固定させた後、エアシリンダー等の駆動装置５により可動クランプ３を前進させて端部４２の管端面を可動兼用架台６に取り付けた面取り機７に押し付け、管端部４１、４２のそれぞれの管端面で面取り機７を挟み込み、面取り機７を駆動して端部４１、４２のそれぞれの管端面の面取りを行う。
【００６１】
面取り後、可動兼用架台６から面取り機７を取り外して、代わりに面状ヒーター８を取り付け、可動クランプ３を前進させて端部４１、４２の面取りしたそれぞれの管端面で面状ヒーター８を挟み込み密接する。
【００６２】
発明２の融着接合装置においては、図１に示されるように、ヒーター脱着具が掛着金具９、１０とされており、その掛止部９１、９２を面状ヒーター８の周辺部に掛けてから、長穴９２に挿通された取り付けボルト９４、１０４を適度な締め力で固定クランプ２に装着する。
【００６３】
長穴９２の配置は、一方の端が、掛着金具９を固定クランプ２に装着する時に、取り付けボルトが長穴９２の管端部４１から遠い側の端を挿通する位置とされ、その位置から管端部４１に向かって長くなるように設けられる。長穴９２の長さは、掛着金具９の可動クランプ側３先端が可動クランプ３に当たった時に、摺動可能な動き代の長さとされている。この長さは、面状ヒーター８の厚さと、固定クランプ２又は可動クランプ３と管端部４１、４２の突き合わせ管端面との距離によって決まるので、融着接合装置毎に適宜選択して決められれば良い。
【００６４】
固定クランプ２に掛着金具９を装着したら、可動クランプ３にも掛着金具１０を同様にして装着する。掛着金具９、１０が装着されたら、面状ヒーター８を加熱し、所定の温度と圧力で、管端部４１、４２の面取りした管端面を溶融する。
【００６５】
管端部４１、４２のそれぞれの管端面が加熱溶融された後、一定時間加熱保持を行う。次いで、駆動装置５により可動クランプ３を後退させると、掛止部９１、１０１が面状ヒーター８の周辺部に掛かっているので、面状ヒーター８は管端面から引き剥がされ自由となる。自由となったら可動クランプ３を停止し、取っ手８１で面状ヒーター８を引き抜いて可動兼用架台６より取り外す。
【００６６】
その後、直ちに駆動装置５により再度可動クランプ３を前進させると、掛着金具９、１０の掛着部９１、１０１は、掛着金具１０、９の掛着部１０１、９１と接触する。そのまま更に可動クランプを移動すると、固定部９２、１０２がクランプ２、３と摺動して掛着金具９、１０が移動し、溶融している端部４２が固定クランプ２に固定されて溶融している管端部４１に圧密され、所要の押し圧で所要時間突き合わせて融着接合される。
【００６７】
発明３では、図２に示されるように、掛着部９１と固定部９２とが摺動して、掛着金具９の全長が伸縮するようにされている。即ち、発明２における摺動個所が変わっただけであり、掛着金具９，１０の機能は同様であり、その使用方法などは同じであるので再述しない。
【００６８】
発明４においては、掛着部９１と固定部９２とが伸縮体９５で連結されている。図３に示した例では、一端が固定部９２に固定され他端が掛着部９１に固定されたコイルばねを、筒状の掛着部９１が遊嵌した構造の伸縮体９を示している。掛着部９１の筒形状は、コイルばねの変形や損傷を防止する効果を有するが必ずしも必要ではなく、また固定部９２が筒形状とされていても良い。図４に、伸縮体の一例の断面図を示す。図４（ａ）は伸縮体がコイルばねであるもの、図４（ｂ）はコイルばねを掛着部が遊嵌しているもの、図４（ｃ）はコイルばねを固定部が遊嵌しているものである。また、筒状ではなく棒状として、コイルばねの中に遊挿する形状とされていても良いが、これらは図示していない。
【００６９】
更に、図４に示されるように、掛着部９１と固定部９２とのいずれかに長穴９６を設け、固定部９２と掛着部９１のいずれかにピン９７を設けて長穴９６に遊挿し、掛着金具９の全長が一定以上の長さ以上に伸びないようにされると良い。こうすれば、伸縮体９５が伸び過ぎて損傷することがなくなる。
【００７０】
面状ヒーター８の両面に管端部４１、４２が密接されたら、伸縮体９５を伸長して掛着金具９を長く伸ばし、掛着部９１を面状ヒーター８の周辺部に掛着する。掛着金具９、１０が装着されたら、面状ヒーター８を加熱し、所定の温度と圧力で、管端部４１、４２の面取りした管端面を溶融する。
【００７１】
管端面が溶融された後、駆動装置５により可動クランプ３を後退させると、掛止部９１、１０１が面状ヒーター８の周辺部に掛かっており、かつ伸縮体９５、１０５が伸びきって掛着金具９、１０がそれ以上伸びない状態となるので、面状ヒーター８は管端面から引き剥がされ自由となる。自由となったら可動クランプ３を停止し、取っ手８１で面状ヒーター８を引き抜いて可動兼用架台６より取り外す。
【００７２】
その後、直ちに駆動装置５により再度可動クランプ３を前進させると、掛着金具１、１０の掛着部９１、１０１は、掛着金具１０、９の掛着部１０１、９１と接触する。そのまま更に可動クランプを移動すると、伸縮体９５、１０５が押し縮められ、溶融している端部４２が固定クランプ２に固定されて溶融している管端部４１に圧密され、所要の押し圧で所要時間突き合わせて融着接合される。
【００７３】
発明５においては、図５に示されるように、ヒーター脱着具は、磁石１１、１２とされる。磁石１１は一対で構成され、固定クランプに取り付けられる磁石１１１と面状ヒーターとに取り付けられる磁石１１２とが互いに対面するように配置される。磁石１２も同様に面状ヒータと可動クランプとに取り付けられる磁石対１２１、１２２で構成されている。
【００７４】
磁石対１１１、１１２、又は１２１、１２２は、それぞれ、その対の少なくとも一方が電磁石とされている。そして、管端面が溶融された後、駆動装置５により可動クランプ３を後退させる時に、対向面の磁極が同士が同じ極となるように電磁石に通電すると、一対の磁石同士は反発し、可動粉ランプを移動させると共に面状ヒーター８が管端面から引き剥がされ自由となる。自由となったら可動クランプ３を停止し、取っ手８１で面状ヒーター８を引き抜いて可動兼用架台６より取り外す。
【００７５】
従って、磁石１１１、１１２、又は１２１、１２２は少なくとも一方が電磁石であれば良く、必ずしも両方とも電磁石である必要はない。又、発生する磁界の強さは大きいので、電波障害等を防ぐために防磁手段が講じられると良い。
【００７６】
磁石の厚さは、クランプに固定される管の管端部長さより小とされてる。従って、再度可動クランプ３を前進させても、磁石が邪魔にならずに溶融している端部４２が固定クランプ２に固定されて溶融している管端部４１に圧密され、所要の押し圧で所要時間突き合わせて融着接合される。
【００７７】
発明６においては、図６に示されるように、ヒーター脱着具は、弾性伸縮棒状体１３である。この弾性伸縮棒状体３は、その両端部を面状ヒーター８の周辺部に設けられた受け穴１３４と、可動兼用架台６に設けられた受け穴１３５とに装着して用いられる。
【００７８】
即ち、図６（ａ）に示されるように、可動兼用架台６の受け穴１３５に弾性伸縮棒状体１３の一端部を入れ、面状ヒーター８の周辺部の受け穴１３４に他端を入れて、面状ヒーター８を可動兼用架台６に押し付けるようにして弾性伸縮棒状体１３を押し縮め、掛け具（図示せず）で収縮された状態を保持し、この状態で管端面を溶融する。
【００７９】
管端面が溶融された後、駆動装置５により可動クランプ３を後退させる時に、掛け具を外すと、図６（ｂ）に示されるように、収縮されていた弾性伸縮棒状体１３が元の長さに復元して伸びるので、面状ヒーター１３は管端面から引き剥がされ自由となる。自由となったら可動クランプ３を停止し、取っ手８１で面状ヒーター８を引き抜いて可動兼用架台６より取り外し、弾性伸縮棒状体１３も取り外す。
【００８０】
再度可動クランプ３を前進させても、弾性伸縮棒状体１３がないので、溶融している端部４２が固定クランプ２に固定されて溶融している管端部４１に圧密され、所要の押し圧で所要時間突き合わせて融着接合される。
【００８１】
上記機能を有する弾性伸縮棒状体１３としては、図７（ａ）〜（ｄ）に示されるように、伸縮コイルばね１３１が堅い棒体（棒１３２又は中空棒１３３）によって伸縮時に曲がらないように補強された構造が好適である。コイルばね１３１と棒体とはコイルばね１３１中に棒１３２が遊挿されている構造であっても、コイルばね１３１が中空棒１３３の中に遊挿されている構造であっても、いずれの構造であっても良い。なお、棒１３２は、中実棒であっても中空棒であっても良い。
【００８２】
弾性伸縮棒状体１３は、そのコイルばね１３１側が面状ヒーター８側に、棒１３２又は中空棒１３３側が可動兼用架台６側になるように装着して用いられても良く、その逆向きに装着して用いられても良い。また、コイルばね１３１と、棒１３２又は中空棒１３３とは、互いに抜けないようにされていても、抜けるようにされていても良い。コイルばね１３１と棒体１３２、１３３とを、互いに抜けないようにする場合は、一般的な方法で連結されれば良い。
【実施例】
【００８３】
（実施例１〜５）
図１、図２、図３、図５、図６に示される構造を有する融着接合装置を用い、、全ての装置において、表１に示す突き合わせ融着条件で、水道配水ポリエチレン管（呼び径１００、積水化学工業社製、外径１１４ｍｍφ、肉厚１０．４ｍｍ）を突き合わせ融着した。なお、ヒーター除去所要時間は、可動クランプ移動開始から融着した管端面同士が接触するまでの時間とした。
【００８４】
得られた融着接合された管から、幅８ｍｍ×厚さ８ｍｍ×長さ１００ｍｍで、融着界面が長さ方向の中央部位置に水平方向とになるようにした角柱状サンプルを切り出した。このサンプルの融着接合面に、カミソリで深さ１．４ｍｍの切り込みを入れた。その後切り込みを入れたサンプルを８０℃の熱水中で融着接合面に４．９ＭＰａの応力を掛け、破断の有無を観察した。その結果を表１に示す。
【００８５】
（比較例）
比較のために、ヒーター脱着具を用いなかった以外は、実施例１と同様にしてテストを行った。その結果を表１に併記する。ヒーター除去所要時間が２〜６秒となり、作業者によるバラツキが観察された。また破断に到るまでの時間も、１,０００時間から４００時間とバラツキが出た。
【００８６】
【表１】
2005231200.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】発明２の融着接合方法に用いられる融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】発明３の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】発明４の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】発明４に用いられる伸縮体の一例の断面図であり、（ａ）は伸縮体がコイルばねであるもの、（ｂ）はコイルばねを掛着部が遊嵌しているもの、（ｃ）はコイルばねを固定部が遊嵌しているものである。
【図５】発明５の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。
【図６】発明６の融着接合装置の一例であり、（ａ）はその接合中の状態の側面図、（ｂ）は接合後面状ヒーターが分離された状態の側面図である。
【図７】発明６に用いられる弾性伸縮棒状体の一例の断面図であり、（ａ）は伸縮コイルばねの外に堅い中空棒が遊嵌しているもの、（ｂ）は伸縮コイルばねの中に堅い棒が遊挿されているものである。
【図８】従来の融着接合装置の一例の側面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  融着接合装置
２  固定クランプ
３  可動クランプ
４１  固定側管端部
４２  可動側管端部
５  駆動装置
６  可動兼用架台
７  面取り機
８  面状ヒーター
９、１０  掛着金具（ヒーター脱着具）
９１、１０１  掛着部
９２、１０２  固定部
９３、１０３  長穴
９４、１０４  ボルト
９５、１０５  伸縮体
９６、１０６  長穴
９７、１０７  ピン
１１、１２  磁石又は電磁石（ヒーター脱着具）
１１１、１１２  磁石対
１２１、１２２  磁石対
１３  伸縮棒状体（ヒーター脱着具）
１３１  コイルばね
１３２  棒
１３３  中空棒
１３４、１３５  受け穴
【図１】
2005231200.tif 000004
【図２】
2005231200.tif 000005
【図３】
2005231200.tif 000006
【図４】
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【図５】
2005231200.tif 000008
【図６】
2005231200.tif 000009
【図７】
2005231200.tif 000010
【図８】
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