(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融着すべき一対の樹脂管（１，１′）を保持し相対的に接近離反可能な固定クランプ（３）及び可動クランプ（５）と、該可動クランプ（５）に連結されて該可動クランプ（５）を往復動させるピストンロッド（８）を有するシリンダ装置（７）とを具備してなる樹脂管用融着機において、
該樹脂管用融着機を傾斜した場所で使用する場合、前記可動クランプ（５）に保持された樹脂管の重量の傾斜により生ずる管軸方向の分力の大きさを検知することができる検知手段と、前記分力の機台に対する方向を検知することができる検知手段と、検知した分力を消去する手段とを具備し、樹脂管の加熱溶融時及び圧接時の所定の押圧力を確保できるようにし、
前記樹脂管の管軸方向の分力の大きさを検知する検知手段は、可動クランプ（５）に設けられピストンロッド（８）が挿通する孔を有する蓋（３０ａ，３０ｂ）が両端に固設された円筒部材（３０）と、該円筒部材（３０）の中に挿通されたピストンロッド（８）に固設されたばね座（３１）と、該ばね座（３１）と前記円筒部材（３０）の両端の蓋（３０ａ，３０ｂ）との間にそれぞれ挿入されたばね（３２，３３）と、該ばね（３２，３３）の縮み量を測定する手段とよりなり、前記円筒部材（３０）の一端は前記可動クランプ（５）に固設されると共に、前記円筒部材（３０）の他端は前記固定クランプ（３）に形成された孔（３ａ）に挿通可能であることを特徴とする樹脂管用融着機。
【請求項２】
前記ばね（３２，３３）の縮み量を測定する手段は、可動クランプ（５）に取着されたスケール（３７）と、ピストンロッド（８）に取着され前記スケール（３７）上の位置を検出するエンコーダ（３６）とよりなることを特徴とする請求項１に記載の樹脂管用融着機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂管用融着機に関する。詳しくは、坂道等の傾斜した場所で樹脂管を融着接続する場合、樹脂管同士を接触させて加圧する加圧力が樹脂管自身の重みで変化するのを防止し、所定の加圧力で加圧できるようにした樹脂管用融着機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばガス管として従来の金属管に代えて、耐震性に優れたポリエチレン等の樹脂管が多用されるようになってきている。そして、この樹脂管同士の接続は樹脂管の対向端面を加熱融着することにより行なわれる。即ち、融着すべき一対の樹脂管の対向端面間にヒータを置き、樹脂管同士を相互に軸方向に近づけてヒータ面に押しつけ樹脂管の対向端面が溶融するまで所定時間加熱した後樹脂管をヒータから引き離し、次いで素早くヒータを取り除いた後に再び樹脂管同士を相互に向かって動かして溶融面同士を所定の押圧力で所定時間圧接させ一定時間放冷することにより一体結合されるのである。
【０００３】
図４は特願平４−１７０９２８号により開示された樹脂管用融着機である。この樹脂管用融着機は同図に示すように、融着すべき一対の樹脂管１，１′を支持するための、融着機本体（機台）２（フレームのみ図示）に一体的に固定された固定クランプ３と、機台２に設けた一対の案内棒４に沿って樹脂管１，１′の軸線と平行な方向に可動な可動クランプ５とが設けられている。
【０００４】
該可動クランプ５は機台２のフランジ２ａに一体的に取り付けられたシリンダ装置７のピストンロッド８にばね９を介して連結されている。図ではピストンロッド８の先端にはプレート状のプッシャ１０が固設され、ばね９はプッシャ１０と可動クランプ５との間に設けられている。そして、ピストンロッド８の伸縮力はプッシャ１０、ばね９を介して可動クランプ５に作用する。ばね９を介在させた理由は後述する。また、該可動クランプ５には管軸線と平行な方向に延びるトグ棒１１が固設され、該トグ棒１１には例えば３個のトグ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが所定の間隔で取り付けられている。
【０００５】
ピストンロッド８あるいはそれと一体部、例えばプッシャ１０には２つのリミットスイッチ１２，１３が取り付けられている。第１リミットスイッチ１２は前述の３個のトグ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに当接した時のプッシャ１０の位置を検出するためのものであり、第２リミットスイッチ１３はプッシャ１０が図４に示す初期位置に戻った時に機台２のフランジ２ａに当接してプッシャ１０、即ち、ピストンロッド８の初期位置への復帰を検出するためのものである。また、固定クランプ３には樹脂管の種類、即ち管径を検出するための第３のリミットスイッチ１４が設けられている。
【０００６】
シリンダ装置７は油圧回路１５に連結されている。該油圧回路１５は公知の２個のソレノイド作動式油圧制御弁１６，１７を有し、第１ソレノイド作動式油圧制御弁１６は中立位置で全てのポートがタンク１８に接続される両端ソレノイドばねセンタ形４ポート３方弁（３位置切換弁）であり、第２ソレノイド作動式油圧制御弁１７は定常時に閉弁した単一ソレノイドばねオフセット形２ポート２方弁である。
【０００７】
モータＭにより駆動される油圧ポンプ１９はタンク１８内の油を給排し必要に応じて油圧制御弁１６，１７を介して油圧シリンダ７を駆動制御する。なお、２０はリリーフ弁、２１，２２はパイロット圧（想像線ＰＰ１、ＰＰ２で示す）で作動するチェック弁、２３は速度制御弁（流量制御弁）である。
【０００８】
以上のように構成された装置は次の如く作動する。まず初めに制御装置のメインスイッチＭＳを作動する。すると油圧ポンプ１９が作動すると同時に第１ソレノイド作動式油圧制御弁１６の第１ソレノイド１６ａが作動し、弁スプールを図において右方に移動し、図５（ａ）に示す第１位置に位置させる。その結果、油圧ポンプ１９により油圧が第１油圧制御弁１６を介して油圧シリンダ７のピストンの左側の圧力室に供給され、ピストンロッド８を右方に押す。
【０００９】
その結果ばね９を介して可動クランプ５が固定クランプ３に向かって右方に移動し、両クランプ間に挿置したヒータ６を挟み付ける。この状態（この状態ではヒータ６に対する加圧力は未だ生じていない）から図５（ｂ）の如くピストンロッド８がばね９を圧縮しながら更に右方に進めば、樹脂管によりヒータ６へばね９の圧縮力に対応する加圧力が加えられる。これが加圧保持である。ばね９はこの加圧力を発生させるために設けられている。
【００１０】
ばね９が所定量圧縮されると、図５（ｂ）に示す如く、第１リミットスイッチ１２が第２トグ１１ｂによりＯＮとなる。その信号に基づきコントローラの第１タイマー（加圧溶融時間制御用）Ｔ１が作動する。同時に第１ソレノイド１６ａがＯＦＦされ且つ油圧ポンプ１９もＯＦＦされる。
【００１１】
第１タイマＴ１が所定時間ｔ１経過すると、即ち、加圧溶融時間が終了すると、第３ソレノイド１７ａがＯＮされる。この時、シリンダ７の左方圧力室内の油は第３ソレノイド１７ａを介してタンク１８に戻されるのでピストンロッド８は圧縮状態にあったばね９が自由状態になるまでばね９により左方に動かされる。その結果、上記ばねによる加圧力が消失し、加熱保持状態に移行する。加圧力消失後（例えば第３ソレノイド１７ａのＯＮより３秒程度後）第３ソレノイド１７ａはピストンロッド保持のためＯＦＦされる。（図６（ａ））
【００１２】
第１タイマＴ１が所定時間ｔ１経過するのと同時に第２タイマＴ２がカウントを開始する。第２タイマＴ２の設定時間ｔ２が経過すると、即ち、加熱保持時間が経過すると、油圧ポンプ１９がＯＮに戻される。そして、それと同時に第２ソレノイド１６ｂが作動され、第１油圧制御弁１６が図６（ｂ）に示す第２位置にもたらされる。その結果、シリンダ７のピストンロッド８が左方に動き、それに伴い可動クランプ５が左方に動き固定クランプ３から離れる。その結果、ヒータ６を取り外すことができる。
【００１３】
可動クランプ５が図４に示す初期位置に戻ると、第２リミットスイッチ１３が機台２のフランジ２ａに接するので、初期位置への復帰を検出することができる。その検出信号に基づき、第２ソレノイド１６ｂがＯＦＦされ、且つ第１ソレノイド１６ａが作動される。その結果、再び図５（ａ）の状態になり、可動クランプ５が右方に動き樹脂管１，１′の溶融端同士が接触する。なお、この場合にはヒータ６は存在しないので、ピストンロッド８の移動量はヒータ６の厚さに相当する分だけ図５（ａ）よりも大きいが、ばね９は樹脂管１，１′の溶融端同士が接触してから圧縮するので加圧力は基本的にヒータへの加圧力と同一である。これは、一般にヒータによる加圧溶融の際の加圧力と溶融管同士の圧着時の加圧力とは等しく設定されるからである。
【００１４】
それと同時に油圧ポンプ１９、第１ソレノイド１６ａがＯＦＦにされ、ピストンロッド８はその位置に保持される。即ち、加圧力が一定に保持される。第３タイマＴ３の設定時間ｔ３が経過すると、即ち、管端の圧着時間が終了すると、第４タイマＴ４がカウントを開始する。同時に第３ソレノイド１７ａがＯＮにされ、前述と同様ピストンロッド８が後退し、加圧力が消失する。加圧力消失後（例えば第３ソレノイド１７ａのＯＮより３秒程度後）第３ソレノイド１７ａはピストンロッド８保持のためＯＦＦにされる。第４タイマＴ４が所定時間ｔ４が経過すると、即ち、融着部の冷却が終わると、全ての融着作業は終了する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂管用融着機では、坂道等の傾斜した所で使用した場合、樹脂管重量の重力による管軸方向の分力が該樹脂管を保持した可動クランプに掛かり、この力が前述した加熱溶融時及び圧着時の加圧力にプラスまたはマイナスされるため融着品質にバラツキを生ずるという問題がある。
【００１６】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、坂道等の傾斜した場所で樹脂管を融着接続する場合、樹脂管同士を接触させて加圧する加圧力が樹脂管自身の重みで変化するのを防止し、所定の加圧力で加圧できるようにした樹脂管用融着機を実現することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂管用融着機に於いては、融着すべき一対の樹脂管１，１′を保持し相対的に接近離反可能な固定クランプ３及び可動クランプ５と、該可動クランプ５に連結されて該可動クランプ５を往復動させるピストンロッド８を有するシリンダ装置７とを具備してなる樹脂管用融着機において、該樹脂管用融着機を傾斜した場所で使用する場合、前記可動クランプ５に保持された樹脂管の重量の傾斜により生ずる管軸方向の分力の大きさを検知することができる検知手段と、前記分力の機台に対する方向を検知することができる検知手段と、検知した分力を消去する手段とを具備し、樹脂管の加熱溶融時及び圧接時の所定の押圧力を確保できるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、それに加えて、前記樹脂管の管軸方向の分力の大きさを検知する検知手段は、可動クランプ５に設けられピストンロッド８が挿通する孔を有する蓋３０ａ，３０ｂが両端に固設された円筒部材３０と、該円筒部材３０の中に挿通されたピストンロッド８に固設されたばね座３１と、該ばね座３１と前記円筒部材３０の両端の蓋３０ａ，３０ｂとの間にそれぞれ挿入されたばね３２，３３と、該ばね３２，３３の縮み量を測定する手段とより成ることを特徴とする。
【００１９】
また、前記ばね３２，３３の縮み量を測定する手段は、可動クランプ５に取着されたスケール３７と、ピストンロッド８に取着され前記スケール３７上の位置を検出するエンコーダ３６とよりなることを特徴とする。
【００２０】
この構成を採ることにより、坂道等の傾斜した場所で樹脂管を融着接続する場合、樹脂管同士を接触させて加圧する加圧力が樹脂管自身の重みで変化するのを防止し、所定の加圧力で加圧できるようにした樹脂管用融着機を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態を示す。同図に於いて図４と同一部分は同一符号を付して示した。なお、可動クランプの位置検出手段および制御装置は図示を省略した。本実施の形態は、機台２に一体的に設けられ且つ樹脂管１を支持することができる固定クランプ３と、該機台２に設けられた一対の案内棒４の上を摺動し前記固定クランプ３に対して接近または離反するように移動でき且つ樹脂管１′を支持できるように設けられた可動クランプ５と、機台２の前記固定クランプ３とは反対側のフランジ２ａにピストンロッド８を有するシリンダ装置７が設けられている。
【００２２】
また、前記可動クランプ５には両端をピストンロッド８が挿通する孔を有する蓋３０ａ，３０ｂで塞がれた円筒部材３０がその一端を挿通して固設されている。そして該円筒部材３０の中をピストンロッド８が挿通され、該ピストンロッド８には円筒部材３０の中央より可動クランプ側に偏ってばね座３１が固定されている。さらに該ばね座３１と可動クランプ５より遠い側の蓋３０ｂとの間には第１ばね３２が挿入され、可動クランプ側の蓋３０ａとの間には第２ばね３３が挿入されている。なお、第２ばね３３は第１ばね３２より短いが、ばね定数は両者同じに設定されている。
【００２３】
また、前記ピストンロッド８には、フランジ２ａと可動クランプ５の中間に位置してブロック３４が固設され、該ブロック３４には上部に初動圧判定（傾斜方向を判定する）用のリミットスイッチ３５が取着され、該ブロック３４の下部には第１または第２のばねの縮み量を読み取るエンコーダ３６が取り付けられている。
【００２４】
さらに、可動クランプ５には前記エンコーダ３６により読み取られるスケール３７と、前記リミットスイッチ３５に接触して作動させるロッド３８とが固設されている。また、機台２のフランジ２ａにはピストンロッドに設けられたブロック３４により作動され、ピストンロッド８の初期位置を検出するリミットスイッチ３９と、可動クランプ５の初期位置を検出するリミットスイッチ４０とが設けられ、固定クランプ３にはサイズ（管径）を検知するためのリミットスイッチ４１，４１′が設けられている。また該固定クランプ３には可動クランプ５が移動した際に円筒部材３０が自由に挿通できる孔３ａが穿設されている。
【００２５】
シリンダ装置７は油圧回路１５に連結されており、該油圧回路１５はソレノイド作動式油圧制御弁１６，１７，１７′を有し、第１ソレノイド作動式油圧制御弁１６は中立位置で全てのポートがタンク１８に接続される両端ソレノイドばねセンタ形４ポート３方弁（３位置切換弁）であり、第２及び第３ソレノイド作動式油圧制御弁１７，１７′は定常時に閉弁した単一ソレノイドばねオフセット形２ポート２方弁である。
【００２６】
モータＭにより駆動される油圧ポンプ１９はタンク１８内の油を給排し必要に応じて油圧制御弁１６，１７を介して油圧シリンダ７を駆動制御する。なお、２０はリリーフ弁、２１，２２はパイロット圧（想像線ＰＰ１，ＰＰ２で示す）で作動するチェック弁、２３は速度制御弁（流量制御弁）である。
【００２７】
このように構成された本実施の形態の作用を次に説明する。先ず、図１の如く固定クランプ３および可動クランプ５により接続すべき樹脂管１，１′を保持した状態で機台２が水平（つまり樹脂管１，１′が水平）な場合は、樹脂管１′には水平方向の力は存在していないので、樹脂管１′を保持した可動クランプ５は動かず初期状態のままである。従って、第１ばね及び第２ばね共伸縮はない。
【００２８】
次に、図２の如く固定クランプ３及び可動クランプ５に樹脂管１，１′を保持した状態で機台２が図において反時計方向に角度θ1 で傾斜している（つまり樹脂管１，１′が反時計方向に角度θ1 で傾斜している）場合は樹脂管１′に重力によりＷ Sinθ1 （ただしＷは樹脂管１′の重量）なる管軸方向の分力が生じ、この分力が可動クランプ５を固定クランプ３から離間する方向（矢印Ａ方向）に作用する。このため可動クランプ５は機台２のフランジ２ａに設けられた傾斜方向検出用のリミットスイッチ４０に接触し、該リミットスイッチ４０をＯＮとする。
【００２９】
このリミットスイッチ４０からの信号により図示なき制御装置が油圧回路１５に指示してシリンダ装置７を駆動してリミットスイッチ４０がＯＦＦとなるまでピストンロッド８を右方に移動させる。この結果第１ばね３２が圧縮される。この圧縮量はエンコーダ３６がスケール３７との相対移動から読み取ることができる。またリミットスイッチ３５は可動クランプ５に設けられたロッド３８によりＯＮされる。このエンコーダ３６及びリミットスイッチ３５からの信号により制御装置は可動クランプ５に作用している力の大きさ及び方向を検知することができる。
【００３０】
この後ヒーターにより樹脂管１，１′の端面の加熱溶解、ヒーターの除去、樹脂管の溶融端面同士の圧接により両管の接続を行うのであるが、その際の可動クランプ５の固定クランプ方向へのシリンダ装置７による加圧には、所定の加圧力に前記エンコーダ３６及び制御装置により検知した力を加算するのである。これにより、樹脂管の重量の傾斜による管軸方向の分力を消去することができ、樹脂管を所定の加圧力で加圧することができる。なお、融着作業の詳細は図４により説明したと同様であるので、その説明は省略する。
【００３１】
また、図３の如く固定クランプ３および可動クランプ５により接続すべき樹脂管１，１′を保持した状態で機台２が時計方向に角度θ２  で傾斜している（つまり樹脂管１，１′が反時計方向に角度θ２  で傾斜している）場合は、樹脂管１′に重力によりＷ Sinθ２  （ただしＷは樹脂管１′の重量）なる管軸方向の分力が生じ、この分力が可動クランプ５を固定クランプ３に近づく方向（矢印Ｂ方向）に作用する。このため、可動クランプ５は固定クランプ３に近づき第２ばね３３を圧縮する。
【００３２】
また、可動クランプ５に設けられたロッド３８はブロック３４に設けられたリミットスイッチ３５から離れる。またエンコーダ３６はスケール３７と相対移動し、その移動量から第２ばね３３の圧縮量を検知する。このエンコーダ３６及び前記リミットスイッチ３５からの信号により制御装置は可動クランプ５に掛かる管軸方向の力の大きさ及び方向を検知することができる。そして、この力は固定クランプ３へ向かう方向であるので、加熱溶融時及び圧接時に樹脂管を加圧するときは、所定の加圧力より減ずることにより所定の加圧力で加圧することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の樹脂管用融着機に依れば、樹脂管を保持した可動ウクランプに管軸方向にかかる力の大きさ及び方向を検知するための手段を設け、この力を消去することにより、坂道等の傾斜した場所で樹脂管を融着接続する場合、樹脂管同士を接触させて加圧する加圧力が樹脂管自身の重みで変化するのを防止し、所定の加圧力で加圧できるようにすることができ、樹脂管の接続品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図ある。
【図２】本発明の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図４】従来の樹脂管用融着機を説明するための図である。
【図５】従来の樹脂管用融着機の作用を説明するための図である。
【図６】従来の樹脂管用融着機の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１′…樹脂管
２…機台
３…固定クランプ
４…案内棒
５…可動クランプ
７…シリンダ装置
８…ピストンロッド
１５…油圧回路
１６，１７，１７′…ソレノイド作動式油圧制御弁
１８…タンク
１９…油圧ポンプ
３０…円筒部材
３１…ばね座
３２…第１ばね
３３…第２ばね
３４…ブロック
３５，３９，４０，４１，４１′…リミットスイッチ
３６…エンコーダ
３７…スケール
３８…ロッド
【図１】
0003865437.tif 000002
【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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