シート材巻回装置、シート材巻回方法及び耐火二層管継手の製造方法
【課題】耐火二層管継手のような筒状部を有する物品の外周部にシート材を隙間なく巻き付け、固定することができ、作業の効率化を図ることが可能なシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法を提供する。
【解決手段】合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周面にシート材Ｓを巻き付けるシート材巻回装置１において、ロールＲから端部が繰り出されたシート材Ｓを受け口部Ｗ２の外周側に周回させる周回機構２と、受け口部Ｗ２の外周側に周回されたシート材Ｓを締め付けるとともに該シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する締付機構３と、シート材Ｓの重合部分を受け口部Ｗ２に向かって押圧しながら加熱して、重合部分と受け口部Ｗ２とを熱溶着する加熱押圧機構８０とを設ける。
【解決手段】合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周面にシート材Ｓを巻き付けるシート材巻回装置１において、ロールＲから端部が繰り出されたシート材Ｓを受け口部Ｗ２の外周側に周回させる周回機構２と、受け口部Ｗ２の外周側に周回されたシート材Ｓを締め付けるとともに該シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する締付機構３と、シート材Ｓの重合部分を受け口部Ｗ２に向かって押圧しながら加熱して、重合部分と受け口部Ｗ２とを熱溶着する加熱押圧機構８０とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法に関する。さらに詳しくは筒状部を有する物品の外周面に帯状のシート材を高速で巻回することが可能なシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂管は、金属管に比べ軽量であり、また耐薬品性、耐衝撃性等にも優れていることから、排水管、換気管等に使用されている。しかし、合成樹脂管は耐火性に劣るため、火災時には延焼するとともに焼失して有毒ガスが発生する危険がある。そのため、合成樹脂管の外周面に繊維含有セメントモルタル層で被覆した耐火二層管が一般に使用されている。
【０００３】
この耐火二層管を接続するための上記二層構造を有する継手（耐火二層管継手）においては、セメントモルタル層の割れが発生することがある。この割れの要因のひとつとして合成樹脂管（合成樹脂製内管）とセメントモルタル層の熱膨張係数の差がある。即ち、合成樹脂管はセメントモルタルに比べて熱膨張係数がほぼ一桁大きいため、合成樹脂管の外周面をそのままセメントモルタルで被覆したのでは、排水時等の温度変化により発生する応力及びセメントモルタルの乾燥収縮によって、当該セメントモルタルに亀裂が生じてしまうのである。また、この他、継手と直管とを繋ぐ施工時において継手が直管によって押し広げられることで発生する応力によってもセメントモルタルに亀裂が生じることがある。
【０００４】
この亀裂を防止する手段のひとつとして合成樹脂管の外周面に紙等の緩衝材層を設け、その上をセメントモルタル層で被覆することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
この緩衝材層を設けるには、紙等を合成樹脂管の外周面に巻き付けるとともに接着剤で固定する必要があるが、従来この作業は専ら手作業により行われていた。そのため、生産効率が低く、かつ、人件費がかさむという問題があった。
【０００５】
ここで、物品の外周面に帯状のシートを高速、かつ、自動で巻き付ける装置としては、はがき、封筒等の被結束物を帯状のテープで自動的に結束するための自動結束装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この自動結束装置においては、ロールから繰り出されたテープを被結束物に巻回するとともに、テープの巻き始め部の外面と巻き終わり部の内面とを重合させ、この重合部分にヒータの加熱押圧機構を押し当てることによってテープの重合部分を熱融着する。これによって、被結束物がループ状のテープによって結束される。なお、テープの重合部分と被結束物との間には受け板が介在されており、該受け板によって、加熱押圧機構の熱による被結束物の焼損を防止している。
【０００６】
なお、この自動結束装置においては、上記テープとして紙に薄い樹脂フィルムをラミネートして成形した厚み数十μｍのものを用いている。上記樹脂フィルムが加熱押圧機構に融解されることでテープ同士が熱融着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９７６２６号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記合成樹脂管の外周面に緩衝材層を設ける際には、該緩衝材層を外周面に隙間無く密着させるとともに、該緩衝材層が剥離しない程度に外周面に固定する必要がある。
しかしながら、上記特許文献２に記載の自動結束装置においては、テープを単に被結束物に巻き付けるのみの構成のため、該テープを被結束物に固定することはできない。また、テープの重合部分と被結束物の間に受け板が介在されているため、結束時にテープと被結束物との間に隙間が生じてしまう。
したがって、上記自動結束装置を合成樹脂管への緩衝材層の巻き付けに転用することはできず、作業の効率化を図ることができないという問題があった。
【０００９】
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、耐火二層管継手のような筒状部を有する物品の外周部にシート材を隙間なく巻き付け、固定することができ、作業の効率化を図ることが可能なシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは前記課題を解決するため、従来の自動結束装置に改良を加えることで筒状部を有する物品の円筒状外側面に緩衝材としてのシート材を高速で巻き付け固定することが可能となり、このシート材巻回装置を用いることで生産効率よく低コストで耐火二層管継手を製造することができることを見出した。即ち、本発明は以下のシート材巻回装置、シート材自動巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法に関する。
【００１１】
［１］ ワークの筒状部の外周面にシート材を巻き付けるシート材巻回装置であって、ロールから端部が繰り出された前記シート材を、前記ワークの筒状部の外周側に周回させる周回機構と、前記筒状部の外周側に周回された前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けるとともに該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する締付機構と、前記シート材の重合部分を前記筒状部に向かって押圧しながら加熱して、前記重合部分と前記筒状部とを熱溶着する加熱押圧機構とを備えることを特徴とするシート材巻回装置。
【００１２】
［２］ 前記加熱押圧機構の押圧に抗して前記ワークを支持するワーク支持部を備えることを特徴とする［１］に記載のシート材巻回装置。
【００１３】
［３］ 前記シート材が、ポリエステル不織布、ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする［１］又は［２］に記載のシート材巻回装置。
【００１４】
［４］ 前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする［１］から［３］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１５】
［５］ 前記加熱押圧機構に、凹凸形状、剣山形状、円筒面形状のいずれかが付与されていることを特徴とする［１］から［４］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１６】
［６］ 前記加熱押圧機構に、フッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする［１］から［５］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１７】
［７］ 前記加熱押圧機構が、前記筒状部の外周面に追従するように揺動自在とされていることを特徴とする［１］から［６］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１８】
［８］ 前記加熱押圧機構が前記重合部分を押圧する時間を制御するタイマー機構を備えることを特徴とする［１］から［７］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１９】
［９］ ロール体から端部が繰り出されたシート材を、ワークの筒状部の外周側に周回させた状態とする第１の工程と、周回させた前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けて、該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する第２の工程と、前記シート材の重合部分を前記筒状部に押し当てながら加熱して、これら重合部分と筒状部とを熱溶着する第３の工程とを備えることを特徴とするシート材巻回方法。
【００２０】
［１０］ 前記シート材が、ポリエステル不織布、ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする［９］に記載のシート材巻回方法。
【００２１】
［１１］ 前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする［９］又は［１０］に記載のシート材巻回方法。
【００２２】
［１２］ ［１１］に記載のシート材巻回方法により、前記耐火二層管継手における合成樹脂製内管の受け口部に前記シート材を巻回する工程を有することを特徴とする耐火二層管継手の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のシート材巻回装置及びシート材巻回方法によれば、耐火二層管継手のような筒状部を有するワークの外周部にシート材を隙間なく巻回、固定することができるため作業の効率化を図ることができる。
即ち、従来手作業で行っていた耐火二層管継手の合成樹脂製内管の受け口部への紙の巻き付け及び接着剤による固定作業に代えて、本発明のシート材巻回装置及びシート材巻回方法を用いて行うことにより、生産効率よく低コストで耐火二層管継手を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るシート材巻回装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るシート材巻回装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】合成樹脂製内管の縦断面図である。
【図４】支持機構及び加熱押圧機構の斜視図である。
【図５】支持機構の斜視図である。
【図６】受け口部、ワーク支持部、シート支持部及び加熱押圧機構の位置関係を説明する図である。
【図７】加熱押圧機構の斜視図である。
【図８】加熱押圧機構の側面図である。
【図９】加熱押圧面の形状を説明する図である。
【図１０】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１１】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１２】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である
【図１３】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である
【図１４】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１５】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１６】図１５の一部拡大図である。
【図１７】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１８】図１７の一部拡大図である。
【図１９】合成樹脂製内管の受け口部外周面にシート材を巻き付け固定した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２に示すシート材巻回装置１は、ワークとしての合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２にロールＲから繰り出されるシート材Ｓを巻回させる装置であって、周回機構２及び締付機構３によってシート材Ｓを受け口部Ｗ２に巻き付けるとともに、加熱押圧機構８０によりシート材Ｓと受け口部Ｗ２とを熱溶着するものである。
【００２６】
シート材巻回装置１によるシート材Ｓの巻回対象となる合成樹脂製内管Ｗは、耐火二層管継手を製造する際に用いられる部材であって、一例として例えば硬質塩化ビニール等の合成樹脂から構成されたエルボ管状をなしたものを図３に示した。
即ち、この合成樹脂製内管Ｗは、互いに直交する方向を向くように屈曲された屈曲管部Ｗ１と、該屈曲管部Ｗ１の両端にそれぞれ円筒状をなして連続する受け口部Ｗ２，Ｗ２とを備えた構成とされている。
なお、耐火二層管継手に用いられる部材には図３に示した９０度のエルボ管状の他、４５度のエルボ管状やＹ字管状、Ｔ字管状等さまざまな形状、サイズのものがある。
【００２７】
この合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２外周面に上記シート材Ｓが緩衝材として巻回され、さらに、該シート材Ｓを被覆するようにしてセメントモルタル層が形成されることで耐火二層管継手が製造される。本実施形態のシート材巻回装置１は、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２外周面にシート材を巻回、固定するために使用される。
【００２８】
シート材巻回装置１は、図１及び図２に示すように、シート材Ｓを繰り出すロールＲが設置される装置本体１０と、一対のガイド部２０，２１と、送りローラ３０と、締付ローラ４０と、挟持部５０と、反転挟持部６０と、シート支持部７１及びワーク支持部７２を備えた支持機構７０と、上記加熱押圧機構８０とを備えた概略構成とされている。
なお、上記周回機構２は、送りローラ３０と、ガイド部２０，２１と、反転挟持部６０とから構成され、上記締付機構３は、締付ローラ４０とシート支持部７１とから構成されている。
【００２９】
装置本体１０は略直方体箱状をなす筐体であって、その上面はテーブル１１で形成されている。このテーブル１１は、ワークとしての上記合成樹脂製内管Ｗを載置するためのものであって、該テーブル１１における装置本体１０の前面１０ａ寄りの箇所には、該前面１０ａに沿って延びる通過溝（図示省略）が形成されている。この通過溝はシート材Ｓの巻回作業時に該シート材Ｓが通過するものである。そして、合成樹脂製内管Ｗは、その受け口部Ｗ２が通過溝上に位置するようにテーブル１１上に載置される。
【００３０】
なお、以下、上記装置本体１０の前面１０ａに沿った水平方向を左右方向Ｘ、該左右方向Ｘに直交する水平方向（図２における紙面奥行き方向）を前後方向Ｙ、これら左右方向Ｘ及び前後方向Ｙに直交する鉛直方向を上下方向Ｚと称することとする。
【００３１】
装置本体１０における左右方向Ｘの両端面は、それぞれ左側面１０ｂ及び右側面１０ｃとされている。また、装置本体１０内部における上記左側面１０ｂ寄りの位置には、ロールＲが、前後方向Ｙに沿ったロール支持軸１０ｄ回りに回転可能に設置されている。このロールＲは、シート材Ｓを巻いて構成したものであって、本実施形態においては、シート材Ｓとして例えば厚みが０．４４ｍｍのポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）不織布が用いられている。
【００３２】
なお、シート材Ｓは、上記ポリエステル不織布の他、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂繊維不織布や、ウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の発泡樹脂シートを採用してもよい。
【００３３】
ガイド部２０，２１は、上記テーブル１１上における通過溝の両端において該テーブル１１から上方へ突出するように設置されており、これらガイド部２０，２１の互いに対向する面には、下方から上方に向かって湾曲して延びるガイド面２０ａ，２１ａがそれぞれ形成されている。これらガイド面２０ａ，２１ａは、シート材Ｓの走行を案内するものであり、円滑にシート材Ｓによるループが形成され、かつ、このループ形状が保持されるようにする役割を有している。
【００３４】
送りローラ３０はテーブル１１内部における左右方向Ｘ中央よりも僅かにロールＲ寄りの位置に設けられており、ロールＲから繰り出されたシート材Ｓの送り出しを行なうものである。この送りローラ３０は、下側に配置された駆動ローラ３０ａ及び上側に配置された従動ローラ３０ｂから構成されており、これら駆動ローラ３０ａ及び従動ローラ３０ｂによってシート材Ｓを挟持可能な構成とされている。
【００３５】
この送りローラ３０における下側に配置された駆動ローラ３０ａは、図示しない電動モータにより前後方向Ｙに沿った回転軸回りに回転駆動可能とされており、上側に配置された従動ローラ３０ｂは、前後方向Ｙに沿って延びる回転軸回りに回動自在とされている。そして、シート材Ｓがこれら駆動ローラ３０ａと従動ローラ３０ｂとの間に挟持された状態で、駆動ローラ３０ａが反時計回りに回転することによりシート材Ｓの送り出しが行なわれるようになっている。即ち、送りローラ３０によって、ロールＲから繰り出されたシート材Ｓが、右側面１０ｃ寄りのガイド部２０のガイド面２０ａから左側面１０ｂ寄りのガイド部２１のガイド面２１ａへ向けて送り出されて、シート材Ｓによるループが拡大されるようになっている。
【００３６】
なお、この送りローラ３０のうち従動ローラ３０ｂは上下方向Ｚに変位可能とされており、これによって、従動ローラ３０ｂと駆動ローラ３０ａによるシート材Ｓの挟持及び開放が可能とされている。
【００３７】
締付ローラ４０は、上記送りローラ３０よりも右側面１０ｃ側、即ち、シート材Ｓの送り出し側に隣接して配されており、上記送りローラ３０によって送り出されたシート材Ｓの引き戻しを行なうものである。
【００３８】
締付ローラ４０における下側に配置された駆動ローラ４０ａは、図示しない電動モータにより前後方向Ｙに沿った回転軸回りに回転駆動可能とされており、上側に配置された従動ローラ４０ｂは、前後方向Ｙに沿って延びる回転軸回りに回動自在とされている。そして、シート材Ｓがこれら駆動ローラ４０ａ及び従動ローラ４０ｂとの間に挟持された状態で駆動ローラ４０ａが時計回りに回転することによりシート材Ｓの引き戻しが行なわれるようになっている。即ち、締付ローラ４０によって、シート材Ｓを引き戻して、該シート材Ｓによるループを縮小するようになっている。
【００３９】
なお、この締付ローラ４０のうち従動ローラ４０ｂは上下方向Ｚに変位可能とされており、これによって、従動ローラ４０ｂと駆動ローラ４０ａによるシート材Ｓの挟持及び開放が可能とされている。
また、上記送りローラ３０の従動ローラ３０ｂが下方に変位して該従動ローラ３０ｂと駆動ローラ３０ａとによりシート材Ｓを挟持している際には、締付ローラ４０はその従動ローラ４０ｂが上方に変位することによりシート材Ｓを開放状態としている。一方、締付ローラ４０の従動ローラ４０ｂが下方に変位して該従動ローラ４０ｂと駆動ローラ４０ａとによりシート材Ｓを挟持している際には、送りローラ３０はその従動ローラ３０ｂが上方に変位することによりシート材Ｓを開放状態としている。
これにより、シート材Ｓは送りローラ３０又は締付ローラ４０のいずれか一方により挟持された状態となる。
【００４０】
挟持部５０は、上記締付ローラ４０よりも右側面１０ｃ側、即ち、シート材Ｓの送り出し側に配置されており、締付ローラ４０から送り出し側に延びるシート材Ｓを上下から挟持可能な固定側挟持部材５１及び移動側挟持部材５２とから構成されている。
上方に配置された固定側挟持部材５１は装置本体１０に固定されており、下方に配置された移動側挟持部材５２は上下方向に移動可能な移行機構（図示省略）に連動して昇降されるようになっている。
【００４１】
反転挟持部６０は、上記挟持部５０よりも右側面１０ｃ側、即ち、挟持部５０の直下流に配置されており、シート材Ｓを挟持して前後方向Ｙ、上下方向Ｚに移動可能とされるとともに前後方向Ｙに沿った軸線回りに回転可能とされた部材である。
即ち、この反転挟持部６０は、固定側挟持部材５１の高さからテーブル１１に近接した高さまでの距離を上下に移動できるとともに、前後方向Ｙに進退することで通過溝側への進出が可能とされている。また、反転挟持部６０は、上述した上下間の距離を移動する際に、挟持部材６１，６２の位置を上下で転換しながら一回転するようになっている。
【００４２】
また、反転挟持部６０は、一対の挟持部材６１，６２により構成されており、一対の挟持部材６１，６２は、互いに重ね合わされた一対の鋼製の板ばねで構成され、上記の前後方向Ｙの進退移動による通過溝への進出によってシート材Ｓを挟持するようになっている。
このように反転挟持部６０がシート材Ｓを挟持した状態で上記一回転することに伴って、シート材Ｓの端部にループが形成される。
【００４３】
支持機構７０は、シート材Ｓを合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２外周面との間で挟持して止定するシート支持部７１と、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２内周面に当接して該受け口部Ｗ２を下方からの押圧に対して支持するワーク支持部７２とを備えており、図４に示すように、詳細は後述する加熱押圧機構８０と連動する構成とされている。
【００４４】
支持機構７０は、詳しくは図５に示すように略上下方向にわたって延びる第１揺動アーム７３を備えており、該第１揺動アーム７３はその延在方向の略中央部が、左右方向Ｘに沿って延びる第１支軸７３ａに回動可能に支持されている。これによって第１揺動アーム７３は前後方向Ｙ及び上下方向Ｚを含む平面に沿って、即ち、Ｙ−Ｚ平面に沿って回転可能とされる。
【００４５】
また、第１揺動アーム７３の上端側は、一端が装置本体１０に固定されたコイルスプリング７５の他端が接続されており、これによって第１揺動アーム７３はその上端が前後方向Ｙの前方側、即ち、進出方向に向かって付勢されている。
さらに、第１揺動アーム７３の下端側には、左右方向Ｘ右側に向かって突出する円筒状をなすカムフォロワ７４が設けられている。このカムフォロワ７４の外周面は、左右方向Ｙに沿って延びる第１駆動軸７７に固定された第１カム７８の外周面に当接している。
【００４６】
上記第１駆動軸７７は、その一端側（左右方向Ｘ左側）に配された駆動モータ７６によってその軸線回りに回転可能とされている。また、第１カム７８は、Ｙ−Ｚ平面に沿って配置される略扇形板状をなしており、該略扇形の頂角付近に上記第１駆動軸７７が貫通固定されている。したがって、第１駆動軸７７の回転駆動により第１カム７８は偏心状態で回転することになり、該第１カム７８の外周面に当接するカムフォロワ７４が第１カム７８の外周面形状に従って転動することになる。
【００４７】
このようにして第１揺動アーム７３の上端側がコイルスプリング７５によって進出方向に付勢されるとともに、該第１揺動アーム７３の下端側が第１カム７８に従って転動することにより、第１揺動アーム７３が第１支軸７３ａ回りにＹ−Ｚ平面に沿って左右方向Ｙに揺動することになる。
【００４８】
また、第１揺動アーム７３の上端側には、進出方向（前後方向Ｙ前方側）に向かって延在するバー部材７９が回動自在に取り付けられており、このバー部材７９の左右方向Ｘ左側には、装置本体１０に固定されたガイド部材（図示省略）により前後方向Ｙに進退可能に支持されたワーク支持部７２が設けられている。
【００４９】
このワーク支持部７２は、前後方向Ｙに沿って延びており、その先端部は他の部分よりも一段高く形成され、板面が上下方向を向くように配置されている。そして、ワーク支持部７２はバー部材７９に対して前後方向Ｙに沿って伸縮可能なコイルスプリング７５ａを介して連結されており、これによって、第１揺動アーム７３の揺動に伴ってバー部材７９が前後方向Ｙに移動した際には、コイルスプリング７５ａを介してワーク支持部７２も前後方向Ｙに移動することになる。
【００５０】
なお、ワーク支持部７２の前方側には、該ワーク支持部７２の所定位置以上の前方側への移動を規制するストッパー部（図示省略）が設けられている。これによって、バー部材７９が進出する際には、ワーク支持部７２は所定位置まではバー部材７９ととも前進出するが該所定位置においてストッパー部により移動が停止され、それ以降はバー部材７９のみが進出することになる。
【００５１】
さらに、上記バー部材７９及びワーク支持部７２の左右方向Ｘ左側には、Ｙ−Ｚ平面に沿ったＬ字状をなすシート支持部７１が設けられている。このシート支持部７１は、Ｌ字上の一方の辺が進出方向に向かって延在するとともに他方の辺が下方に向かって延在している。そして、他方の辺における下端部が、左右方向Ｘに沿った回転軸７１ａを介してバー部材７９の先端と回動可能に連結されており、Ｌ字状の角部が左右方向Ｘに沿った回転軸７２ａを介してワーク支持部７２と回動可能に連結されている。
【００５２】
シート支持部７１が上記のようにバー部材７９及びワーク支持部７２に連結されていることにより、バー部材７９が進出する際には、シート支持部７１もワーク支持部７２と同様に進出する。そして、ワーク支持部７２の進出がストッパー部により停止されてバー部材７９のみが進出する状態になると、シート支持部７１は回転軸７２ａを中心として回転する。即ち、ワーク支持部７２との連結箇所である回転軸７２ａの位置が停止された状態でバー部材７９より回転軸７１ａを介して進出方向に押されることにより、シート支持部７１は回転軸７２ａ回りのトルクを受けて回動するのである。これにより、シート支持部７１のＬ字状の一辺をなす部分（以下、シート支持部７１の先端部と称する）が上方へと向かって回動する。
【００５３】
このような構成の支持機構７０は、第１揺動アーム７３の揺動によりシート支持部７１及びワーク支持部７２が前後方向Ｙに沿って進退移動する。そして、これらシート支持部７１及びワーク支持部７２が進出した状態においては、テーブル１１上に載置された合成樹脂製内管Ｗとの位置関係は、図６に示すようになる。
【００５４】
即ち、シート支持部７１は合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周側に位置しており、該シート支持部７１と受け口部Ｗ２との間にシート材Ｓが存在する際にシート支持部７１の先端部が上方に回動することで、該シート支持部７１がシート材Ｓを受け口部Ｗ２との間で挟み込む。これによって、受け口部Ｗ２の外周面にシート材Ｓを支持することができるようになっている。
また、ワーク支持部７２は合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の内周側に位置しており、ワーク支持部７２の下面が該受け口部Ｗ２の内周面に対して上方から当接する。これにより、後述する加熱押圧機構８０が受け口部Ｗ２を下方から上方に向かって押圧した際の押圧力に抗して受け口部Ｗ２を支持することができるようになっている。
【００５５】
加熱押圧機構８０は、シート材Ｓ同士を熱溶着すると同時にシート材Ｓと合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周面とを熱溶着するための部材であって、図１及び図２に示すようにワーク支持部７２の下方に上下動自在に配設されている。
【００５６】
この加熱押圧機構８０は、詳しくは図７及び図８に示すように、略立方体形状をなす加熱押圧機構本体８１を有している。この加熱押圧機構本体８１にはヒータが内蔵されており、これによって該加熱押圧機構本体８１の上面である加熱押圧面８２が高温に加熱されるようになっている。また、加熱押圧機構本体８１の片面、即ち、左右方向Ｘ左側の側面には、前後方向Ｙに沿って延びる刃を備えたカッタ８３が固定されている。
なお、上記ヒータによる加熱押圧面８２の加熱温度は、例えば２７０℃〜３００℃の範囲に設定されており、シート材Ｓ及び受け口部Ｗ２を溶融可能な温度とされている。
【００５７】
上記加熱押圧面８２の形状としては、図９（ａ）〜（ｃ）に示すような種々の形状が挙げられる。
即ち、図９（ａ）に示すように、上方向に突出し先端が平坦状をなす凸部が複数並設されることにより、加熱押圧面８２に凹凸形状が付与されていてもよい。
また、図９（ｂ）に示すように、加熱押圧面８２が、円弧状を前後方向Ｙに沿って延在させた円筒面形状をなしていてもよい。
さらに、図９（ｃ）に示すように、上方向に突出し先端が尖った凸部が複数並設されることにより、加熱押圧面８２に剣山形状が付与されていてもよい。
【００５８】
また、本実施形態においては、上記加熱押圧面８２の表面に、フッ素系樹脂のコーティングが施されている。
【００５９】
この加熱押圧機構本体８１は、受け口部Ｗ２の外周面に沿って形成されたシート材Ｓの重合部分Ｓａを、加熱押圧面８２によって上方向に押圧するとともに加熱する。これによって、重合部分Ｓａを熱溶着するとともに該重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２の外周面とを熱溶着させる。そして、加熱押圧機構８０による押圧を強められた際に、カッタ８３によってシート材Ｓを切断する構成とされている。
【００６０】
次に、加熱押圧機構８０における加熱押圧機構本体８１を上下動させる機構について説明する。
この加熱押圧機構８０には、略水平方向に延在するように配される第２揺動アーム８４が設けられている。この第２揺動アーム８４の一端側は、装置本体１０に固定され前後方向に沿った第２支軸８４ａに回動可能に支持されており、これによって第２揺動アーム８４は、左右方向Ｘと上下方向Ｚとを含む平面、即ちＸ−Ｚ平面上に沿って回動可能とされる。
【００６１】
上記第２揺動アーム８４の延在方向中央部よりもわずかに第２支軸８４ａ側の位置には、前後方向Ｙ前方側に円筒状をなして突出するようにカムフォロワ８５が設けられている。このカムフォロワ８５の外周面は、前後方向Ｘに沿って延びる第２駆動軸８６に固定された第２カム８７の外周面に当接している。
【００６２】
上記第２カム８７は、Ｘ−Ｚ平面に沿って配置される略扇形板状をなしており、該略扇形の頂角付近に上記第２駆動軸８６が貫通固定されている。したがって、第２駆動軸８６の回転駆動に伴って第２カム８７は偏心状態で回転することになり、該第２カム８７の外周面に上方から当接するカムフォロワが第２カム８７の外周面形状に従って転動することになる。
【００６３】
このようにして、第２揺動アーム８４のカムフォロワ８５が第２カム８７に従って転動することにより、第２揺動アーム８４の先端側が、第２支軸８４ａ回りにＸ−Ｚ平面に沿って上下方向に揺動する。
【００６４】
上下方向に揺動可能とされた第２揺動アーム８４の先端には、上方向に向かって延びる立設バー８８が回動可能に取り付けられている。この立設バー８８は、上下方向Ｚに沿った配置状態を維持する構成とされており、第２揺動アーム８４の揺動によって上下移動することができるようになっている。また、立設バー８８の左右方向Ｘ右側を向く面にはスプリング載置板８９が突設され、さらに、該スプリング載置板８９の上方に、加熱押圧機構本体８１を備えたスライダ９０が立設バー８８に対して上下方向Ｚにスライド可能に設けられている。このスライダ９０の下面とスプリング載置板８９との間には、上下方向Ｚに沿って延びるコイルスプリング９１が設けられており、即ち、スライダ９０はコイルスプリング９１を介して立設バー８８に支持された状態とされている。
【００６５】
なお、上記加熱押圧機構本体８１とスライダ９０とは、図８に示すように、左右方向Ｘに沿った回転軸８１ａ及び前後方向Ｙに沿った回転軸８１ｂを介してこれら回転軸８１ａ，８１ｂ回りに回動可能に連結されている。これにより、加熱押圧面８２が任意の方向を向くことができるようになっている。
なお、加熱押圧機構本体８１は、少なくとも左右方向Ｘ及び前後方向Ｙを含む平面に沿った少なくとも一軸回りに回動可能とされていればよく、また、この他、例えばナックル継手を介して連結されることで加熱押圧面８２が任意の方向を向くことができるように構成されていればよい。
【００６６】
そして、加熱押圧機構本体８１が上死点において上記重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２の外周面をコイルスプリング９１を介して弾性的に押圧する。これにより、コイルスプリング９１のバネ定数に応じた押圧力が重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２に付与される。なお、このコイルスプリング９１のバネ定数は５０〜３００Ｎ／ｍｍの範囲に設定さえていることが好ましい。
【００６７】
ここで、第１駆動軸７７と第２駆動軸８６とはベベルギア７７ａ，８６ａによって連結されており、これらベベルギア７７ａ，８６ａを介して第１駆動軸７７の駆動力が第２駆動軸８６に伝達されることで第２駆動軸８６が駆動するように構成されている。これによって、支持機構７０のシート支持部７１及びワーク支持部７２が進出してから所定時間経過した後に加熱押圧機構本体８１が上方向に移動するように、支持機構７０と加熱押圧機構８０とが連動する構成とされている。
【００６８】
なお、本実施形態においては、上記第２駆動軸８６に、上記第２カム８７の別にセンサカム９２が設けられている。該センサカム９２は第２カム８７と同様の構成をなしており、第２駆動軸８６に偏心状態で取り付けられている。
また、センサカム９２の近傍には、近接センサ９３が設けられている。この近接センサ９３は、第２駆動軸８６の駆動により加熱押圧機構本体８１が上死点に到達した際にセンサカム９２を検出するように構成されている。
そして、上記センサカム９２によるセンサカム９２の検出信号は、図示しない制御部に送出される。この制御部においては検出信号に基づいて、駆動モータ７６を一定時間停止させる。
【００６９】
これにより、加熱押圧機構本体８１が上死点に到達して加熱押圧面８２が重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２を押圧する時間を任意に定めることができる。即ち、本実施形態においては、上記センサカム９２、近接センサ９３及び図示しない制御部によって、加熱押圧面８２による押圧時間を制御するタイマー機構が構成されている。本実施形態においては、タイマ機構によって加熱押圧面８２が例えば０．１〜５秒の時間だけ重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２を押圧する構成とされていることが好ましい。
【００７０】
次いで、図１０〜図１９を参照して、実施形態に係るシート材巻回装置１によるシート材巻回方法の作業工程を順次説明する。
まず、図１０に示すように、シート材Ｓは、ロールＲから送りローラ３０（駆動ローラ３０ａ、従動ローラ３０ｂ）及び締付ローラ４０（駆動ローラ４０ａ、従動ローラ４０ｂ）の間に挟まれた状態（但し、チャックはされていない）、かつ、挟持部５０における互いに離反された固定側挟持部材５１及び移動側挟持部材５２の間を通過した状態とされ、このようなシート材Ｓの先端が、下方位置に移動している反転挟持部６０に挟持されている。
【００７１】
そして、シート材Ｓを送る場合送りローラ３０ｂが上下方向Ｚ下側に動いてローラ３０ａとチャックすると同時に、締付ローラ４０ｂが上下方向Ｚ上側に動いてローラ４０ａとのチャックが開放された状態となる。この状態から、反転挟持部６０が略一回転しながらテーブル１１より僅かに下方に後退した位置（以下、上部位置と称する）まで移動し、その結果、図１１に示すように、小ループＬ１が形成される。
【００７２】
次いで、送りローラ３０が正回転し、所定量のシート材Ｓがガイド部２０のガイド面２０ａからガイド部２１のガイド面２１ａに沿って送り込まれてループが膨らまされ、図１２に示すように、大ループＬ２に形成される。
これにより、送りローラ３０と、ガイド部２０，２１と、反転挟持部６０とからなる周回機構２によるシート材Ｓの周回工程が終了する。
【００７３】
このように大ループＬ２が形成された後、第１揺動アーム７３の揺動によりバー部材７９は、ワーク支持部７２がストッパー部に停止される位置まで進出する。この状態においては、シート支持部７１の先端部は上方へ回動しておらず、該シート支持部７１の上方にシート材Ｓの端部が位置している（図１３参照）。
そして、受け口部Ｗ２の内周側にワーク支持部７２を入り込ませるようにしてテーブル１１上に合成樹脂製内管Ｗを載置する。これにより、シート支持部７１と受け口部Ｗ２の外周面との間にシート材Ｓが侵入した状態となる。また、ワーク支持部７２の下面が受け口部Ｗ２の内周面に上方から当接する。
【００７４】
次に、第１揺動アーム７３の揺動によりさらにバー部材７９が進出すると、シート支持部７１の先端部が上方に回動して、該シート支持部７１と受け口部Ｗ２の外周面との間でシート材Ｓの端部が挟持される（図１４参照）。即ち、シート支持部７１の動作によってシート材Ｓの端部が受け口部Ｗ２の外周面上に下方から支持されるのである。
【００７５】
その直後に、締付ローラ４０ｂが上下方向Ｚ下側に動いてローラ４０ａとチャックすると同時に、送りローラ３０ｂは上下方向Ｚ上側に動いてローラ３０ａとのチャックを開放し、図１５に示すように、反転挟持部６０は後退するとともに、締付ローラ４０がシート材Ｓを挟持するとともに正回転する。これによりループが絞り込まれて、受け口部Ｗ２の外径に合わせた必要量だけの締付け作業が行われる。これにより、詳しくは図１６に示すように、受け口部Ｗ２の外周面全体にシート材Ｓが密着するようにして巻き付けられる。この際、シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分とが重なり合い、重合部分Ｓａが形成される。なお、ここで言う重合部分Ｓａとは、シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分とが互いに接触して重なり合って形成された状態のみならず、これら巻き始め部分と巻き終わり部分と受け口部Ｗ２の径方向に互いに離間して位置している状態も含んでいる。
以上により、締付ローラ４０と、シート支持部７１とからなる締付機構３による締付工程が終了する。
【００７６】
上記のような締付け作業が完了すると、図１７に示すように、移動側挟持部材５２が押し上げられ、該移動側挟持部材５２と固定側挟持部材５１との間でシート材Ｓを挟持するとともに、加熱押圧機構８０が作動し、加熱押圧機構本体８１が上方に向かって移動する。この際、図１８に示すように、加熱押圧面８２が、シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分が重なり合って形成される重合部分Ｓａを下方から上方に所定時間にわたって押圧する。これにより、ヒータの加熱にて重合部分Ｓａが熱溶着されるとともに、該ヒータの熱が重合部分Ｓａを介して受け口部Ｗ２まで伝達され、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２の外周面とが一体に熱溶着される。そして、さらなる加熱押圧面８２の押圧により、カッタ８３が重合部分Ｓａを切断する。
【００７７】
次いで加熱押圧機構８０が下降して、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２との接着部分から離れ、さらに、移動側挟持部材５２が固定側挟持部材５１から離れることにより、巻回作業が完了して次の巻回作業の準備状態、即ち、図１０に示す状態となる。
【００７８】
以上のようにして、本実施形態のシート材巻回装置１及びシート材巻回方法により、図１９に示すように、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周面にシート材Ｓを隙間なく密着させることができ、さらに、重合部分Ｓａと合成樹脂製内管Ｗの外周面とを熱溶着させて一体化させることで、シート材Ｓを受け口部Ｗ２に確実に固定することができる。
【００７９】
ここで、合成樹脂製内管Ｗの外周面にシート材Ｓを設ける際には、該シート材Ｓを外周面に隙間無く密着させるとともに、シート材Ｓが剥離しない程度に外周面に固定する必要がある。
【００８０】
この点、以上説明した本実施形態のシート材巻回装置１によれば、周回機構２と締付機構３とによってシート材Ｓを受け口部Ｗ２外周面に確実に高速で巻き付けることができる。
また、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２がシート材Ｓの重合部分Ｓａを押圧する際に、該重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２との間に介在される部材がないため、加熱押圧面８２による熱が受け口部Ｗ２にも伝達され、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２とを熱溶着して一体化させることができる。これによって、シート材Ｓを受け口部Ｗ２の外周面に確実に固定することが可能となる。
【００８１】
ここで、シート材Ｓとして、例えば従来の自動結束装置で用いられているような薄い樹脂フィルムを紙にラミネートして成形したものを本実施形態で使用する樹脂繊維不織布や発泡樹脂シートの代わりに採用した場合、樹脂分が少ないため溶着が不十分となり易い。また、樹脂フィルムも紙も密な材質であるため緩衝材としての機能を適切に発揮できない。
これに対し、本実施形態においては、シート材Ｓとして、ポリエステル不織布や、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンのいずれかからなる樹脂繊維不織布や、ウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレンのいずれかからなる発泡樹脂シートを採用しており、これらの厚みが例えば０．４４ｍｍ程度とされているため、シート材Ｓの緩衝材としての機能を適切に発揮することが可能となる。
【００８２】
また、ワーク支持部７２が受け口部Ｗ２の内周面に上方から当接しているため、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２の押圧力が受け口部Ｗ２に及んだ場合であっても、受け口部Ｗ２を支持固定することができる。したがって、加熱押圧機構８０の押圧力を確実に受けることができるため、受け口部Ｗ２とシート材Ｓの重合部分Ｓａとの熱溶着をより確実に行なうことが可能となる。特に、本実施形態においては厚みが例えば０．４４ｍｍ程度のシート材Ｓを使用しているが、上記加熱押圧機構８０を採用することでこのような比較的厚みの大きいシート材Ｓであっても確実に熱溶着することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態においては、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２に、凹凸形状、剣山形状、円筒面形状のいずれかが付与されているため、加熱押圧面８２と重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２との接触面積を小さくすることができる。これにより、加熱押圧面８２の押圧による面圧が大きくなるため、受け口部Ｗ２とシート材Ｓの重合部分Ｓａとの熱溶着をより確実に行なうことができる。また、シート材Ｓに未溶融部分を残すことでシート材Ｓの破断を防止することができる。
なお、特に、加熱押圧面８２に凹凸形状又は剣山形状が付与されている場合には、シート材Ｓを溶融させながら受け口部Ｗ２に食い込ませることができる。よって、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２との熱溶着をより強固に行なうことができる。
【００８４】
さらにまた、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２の表面にフッ素系樹脂がコーティングされているため、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２とを熱溶着させた後に、容易に加熱押圧面８２を重合部分Ｓａから剥離させることができる。
【００８５】
さらに、加熱押圧機構本体８１がスライダ９０に対して回転軸８１ａ，８１ｂ回りに回動可能に連結されているため、加熱押圧機構本体８１は、Ｘ−Ｚ平面及びＹ−Ｘ平面に沿って揺動可能となる。即ち、加熱押圧面８２が任意の方向を向くことが可能な首振り機構が備えられているため、合成樹脂製内管Ｗの載置した際に該合成樹脂製内管Ｗに傾きが生じた場合であっても、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２に加熱押圧面８２が当接する際に加熱押圧機構本体８１は受け口部Ｗ２の形状に追従するように揺動する。これにより、加熱押圧面８２が受け口部Ｗ２に対して片当たりするのを防止することができ、加熱押圧面８２による押圧力を均等に与えることが可能となる。
【００８６】
さらにまた、本実施形態においては、センサカム９２、近接センサ９３及び図示しない制御部とによって加熱押圧機構８０による重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２の押圧時間を任意に定めるタイマ機構が設けられているため、熱溶着に必要な押圧時間を定めることができ、安定した熱溶融状態を作り出すことが可能となる。したがって、個々の合成樹脂製内管Ｗにおけるシート材Ｓの固定のばらつきを防止することができる。
【００８７】
そして、このようなシート材巻回装置１及びシート材巻回方法によりシート材Ｓが巻き付け固定された合成樹脂製内管Ｗを用いて耐火二層管継手を製造することにより、セメントモルタル層の割れの発生を防止することができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、本実施形態においては、シート材巻回装置１のワークとしての合成樹脂製内管Ｗを用い、この合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２に、ポリエステル不織布等からなるシート材Ｓを巻回する場合について説明したが、これに限定されることはなく、筒状部分を備えたものであれば他の物品でもワークとして用いることができ、また、他の材料からなるシート材Ｓを用いる場合でも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１ シート材巻回装置
２ 周回機構
３ 締付機構
１０ 装置本体
２０ ガイド部
２１ ガイド部
３０ 送りローラ
４０ 締付ローラ
５０ 挟持部
６０ 反転挟持部
７０ 支持機構
７１ シート支持部
７２ ワーク支持部
８０ 加熱押圧機構
８１ 加熱押圧機構本体
８２ 加熱押圧面
８３ カッタ
９２ センサカム
９３ 近接センサ
Ｒ ロール
Ｓ シート材
Ｗ 合成樹脂製内管
Ｗ２ 受け口部
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法に関する。さらに詳しくは筒状部を有する物品の外周面に帯状のシート材を高速で巻回することが可能なシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂管は、金属管に比べ軽量であり、また耐薬品性、耐衝撃性等にも優れていることから、排水管、換気管等に使用されている。しかし、合成樹脂管は耐火性に劣るため、火災時には延焼するとともに焼失して有毒ガスが発生する危険がある。そのため、合成樹脂管の外周面に繊維含有セメントモルタル層で被覆した耐火二層管が一般に使用されている。
【０００３】
この耐火二層管を接続するための上記二層構造を有する継手（耐火二層管継手）においては、セメントモルタル層の割れが発生することがある。この割れの要因のひとつとして合成樹脂管（合成樹脂製内管）とセメントモルタル層の熱膨張係数の差がある。即ち、合成樹脂管はセメントモルタルに比べて熱膨張係数がほぼ一桁大きいため、合成樹脂管の外周面をそのままセメントモルタルで被覆したのでは、排水時等の温度変化により発生する応力及びセメントモルタルの乾燥収縮によって、当該セメントモルタルに亀裂が生じてしまうのである。また、この他、継手と直管とを繋ぐ施工時において継手が直管によって押し広げられることで発生する応力によってもセメントモルタルに亀裂が生じることがある。
【０００４】
この亀裂を防止する手段のひとつとして合成樹脂管の外周面に紙等の緩衝材層を設け、その上をセメントモルタル層で被覆することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
この緩衝材層を設けるには、紙等を合成樹脂管の外周面に巻き付けるとともに接着剤で固定する必要があるが、従来この作業は専ら手作業により行われていた。そのため、生産効率が低く、かつ、人件費がかさむという問題があった。
【０００５】
ここで、物品の外周面に帯状のシートを高速、かつ、自動で巻き付ける装置としては、はがき、封筒等の被結束物を帯状のテープで自動的に結束するための自動結束装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この自動結束装置においては、ロールから繰り出されたテープを被結束物に巻回するとともに、テープの巻き始め部の外面と巻き終わり部の内面とを重合させ、この重合部分にヒータの加熱押圧機構を押し当てることによってテープの重合部分を熱融着する。これによって、被結束物がループ状のテープによって結束される。なお、テープの重合部分と被結束物との間には受け板が介在されており、該受け板によって、加熱押圧機構の熱による被結束物の焼損を防止している。
【０００６】
なお、この自動結束装置においては、上記テープとして紙に薄い樹脂フィルムをラミネートして成形した厚み数十μｍのものを用いている。上記樹脂フィルムが加熱押圧機構に融解されることでテープ同士が熱融着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９７６２６号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記合成樹脂管の外周面に緩衝材層を設ける際には、該緩衝材層を外周面に隙間無く密着させるとともに、該緩衝材層が剥離しない程度に外周面に固定する必要がある。
しかしながら、上記特許文献２に記載の自動結束装置においては、テープを単に被結束物に巻き付けるのみの構成のため、該テープを被結束物に固定することはできない。また、テープの重合部分と被結束物の間に受け板が介在されているため、結束時にテープと被結束物との間に隙間が生じてしまう。
したがって、上記自動結束装置を合成樹脂管への緩衝材層の巻き付けに転用することはできず、作業の効率化を図ることができないという問題があった。
【０００９】
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、耐火二層管継手のような筒状部を有する物品の外周部にシート材を隙間なく巻き付け、固定することができ、作業の効率化を図ることが可能なシート材巻回装置、シート材巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは前記課題を解決するため、従来の自動結束装置に改良を加えることで筒状部を有する物品の円筒状外側面に緩衝材としてのシート材を高速で巻き付け固定することが可能となり、このシート材巻回装置を用いることで生産効率よく低コストで耐火二層管継手を製造することができることを見出した。即ち、本発明は以下のシート材巻回装置、シート材自動巻回方法及びこれを用いた耐火二層管継手の製造方法に関する。
【００１１】
［１］ ワークの筒状部の外周面にシート材を巻き付けるシート材巻回装置であって、ロールから端部が繰り出された前記シート材を、前記ワークの筒状部の外周側に周回させる周回機構と、前記筒状部の外周側に周回された前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けるとともに該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する締付機構と、前記シート材の重合部分を前記筒状部に向かって押圧しながら加熱して、前記重合部分と前記筒状部とを熱溶着する加熱押圧機構とを備えることを特徴とするシート材巻回装置。
【００１２】
［２］ 前記加熱押圧機構の押圧に抗して前記ワークを支持するワーク支持部を備えることを特徴とする［１］に記載のシート材巻回装置。
【００１３】
［３］ 前記シート材が、ポリエステル不織布、ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする［１］又は［２］に記載のシート材巻回装置。
【００１４】
［４］ 前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする［１］から［３］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１５】
［５］ 前記加熱押圧機構に、凹凸形状、剣山形状、円筒面形状のいずれかが付与されていることを特徴とする［１］から［４］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１６】
［６］ 前記加熱押圧機構に、フッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする［１］から［５］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１７】
［７］ 前記加熱押圧機構が、前記筒状部の外周面に追従するように揺動自在とされていることを特徴とする［１］から［６］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１８】
［８］ 前記加熱押圧機構が前記重合部分を押圧する時間を制御するタイマー機構を備えることを特徴とする［１］から［７］のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【００１９】
［９］ ロール体から端部が繰り出されたシート材を、ワークの筒状部の外周側に周回させた状態とする第１の工程と、周回させた前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けて、該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する第２の工程と、前記シート材の重合部分を前記筒状部に押し当てながら加熱して、これら重合部分と筒状部とを熱溶着する第３の工程とを備えることを特徴とするシート材巻回方法。
【００２０】
［１０］ 前記シート材が、ポリエステル不織布、ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする［９］に記載のシート材巻回方法。
【００２１】
［１１］ 前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする［９］又は［１０］に記載のシート材巻回方法。
【００２２】
［１２］ ［１１］に記載のシート材巻回方法により、前記耐火二層管継手における合成樹脂製内管の受け口部に前記シート材を巻回する工程を有することを特徴とする耐火二層管継手の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のシート材巻回装置及びシート材巻回方法によれば、耐火二層管継手のような筒状部を有するワークの外周部にシート材を隙間なく巻回、固定することができるため作業の効率化を図ることができる。
即ち、従来手作業で行っていた耐火二層管継手の合成樹脂製内管の受け口部への紙の巻き付け及び接着剤による固定作業に代えて、本発明のシート材巻回装置及びシート材巻回方法を用いて行うことにより、生産効率よく低コストで耐火二層管継手を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るシート材巻回装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るシート材巻回装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】合成樹脂製内管の縦断面図である。
【図４】支持機構及び加熱押圧機構の斜視図である。
【図５】支持機構の斜視図である。
【図６】受け口部、ワーク支持部、シート支持部及び加熱押圧機構の位置関係を説明する図である。
【図７】加熱押圧機構の斜視図である。
【図８】加熱押圧機構の側面図である。
【図９】加熱押圧面の形状を説明する図である。
【図１０】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１１】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１２】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である
【図１３】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である
【図１４】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１５】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１６】図１５の一部拡大図である。
【図１７】実施形態のシート材巻回装置によるシート材巻回方法の工程図である。
【図１８】図１７の一部拡大図である。
【図１９】合成樹脂製内管の受け口部外周面にシート材を巻き付け固定した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２に示すシート材巻回装置１は、ワークとしての合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２にロールＲから繰り出されるシート材Ｓを巻回させる装置であって、周回機構２及び締付機構３によってシート材Ｓを受け口部Ｗ２に巻き付けるとともに、加熱押圧機構８０によりシート材Ｓと受け口部Ｗ２とを熱溶着するものである。
【００２６】
シート材巻回装置１によるシート材Ｓの巻回対象となる合成樹脂製内管Ｗは、耐火二層管継手を製造する際に用いられる部材であって、一例として例えば硬質塩化ビニール等の合成樹脂から構成されたエルボ管状をなしたものを図３に示した。
即ち、この合成樹脂製内管Ｗは、互いに直交する方向を向くように屈曲された屈曲管部Ｗ１と、該屈曲管部Ｗ１の両端にそれぞれ円筒状をなして連続する受け口部Ｗ２，Ｗ２とを備えた構成とされている。
なお、耐火二層管継手に用いられる部材には図３に示した９０度のエルボ管状の他、４５度のエルボ管状やＹ字管状、Ｔ字管状等さまざまな形状、サイズのものがある。
【００２７】
この合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２外周面に上記シート材Ｓが緩衝材として巻回され、さらに、該シート材Ｓを被覆するようにしてセメントモルタル層が形成されることで耐火二層管継手が製造される。本実施形態のシート材巻回装置１は、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２外周面にシート材を巻回、固定するために使用される。
【００２８】
シート材巻回装置１は、図１及び図２に示すように、シート材Ｓを繰り出すロールＲが設置される装置本体１０と、一対のガイド部２０，２１と、送りローラ３０と、締付ローラ４０と、挟持部５０と、反転挟持部６０と、シート支持部７１及びワーク支持部７２を備えた支持機構７０と、上記加熱押圧機構８０とを備えた概略構成とされている。
なお、上記周回機構２は、送りローラ３０と、ガイド部２０，２１と、反転挟持部６０とから構成され、上記締付機構３は、締付ローラ４０とシート支持部７１とから構成されている。
【００２９】
装置本体１０は略直方体箱状をなす筐体であって、その上面はテーブル１１で形成されている。このテーブル１１は、ワークとしての上記合成樹脂製内管Ｗを載置するためのものであって、該テーブル１１における装置本体１０の前面１０ａ寄りの箇所には、該前面１０ａに沿って延びる通過溝（図示省略）が形成されている。この通過溝はシート材Ｓの巻回作業時に該シート材Ｓが通過するものである。そして、合成樹脂製内管Ｗは、その受け口部Ｗ２が通過溝上に位置するようにテーブル１１上に載置される。
【００３０】
なお、以下、上記装置本体１０の前面１０ａに沿った水平方向を左右方向Ｘ、該左右方向Ｘに直交する水平方向（図２における紙面奥行き方向）を前後方向Ｙ、これら左右方向Ｘ及び前後方向Ｙに直交する鉛直方向を上下方向Ｚと称することとする。
【００３１】
装置本体１０における左右方向Ｘの両端面は、それぞれ左側面１０ｂ及び右側面１０ｃとされている。また、装置本体１０内部における上記左側面１０ｂ寄りの位置には、ロールＲが、前後方向Ｙに沿ったロール支持軸１０ｄ回りに回転可能に設置されている。このロールＲは、シート材Ｓを巻いて構成したものであって、本実施形態においては、シート材Ｓとして例えば厚みが０．４４ｍｍのポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）不織布が用いられている。
【００３２】
なお、シート材Ｓは、上記ポリエステル不織布の他、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂繊維不織布や、ウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の発泡樹脂シートを採用してもよい。
【００３３】
ガイド部２０，２１は、上記テーブル１１上における通過溝の両端において該テーブル１１から上方へ突出するように設置されており、これらガイド部２０，２１の互いに対向する面には、下方から上方に向かって湾曲して延びるガイド面２０ａ，２１ａがそれぞれ形成されている。これらガイド面２０ａ，２１ａは、シート材Ｓの走行を案内するものであり、円滑にシート材Ｓによるループが形成され、かつ、このループ形状が保持されるようにする役割を有している。
【００３４】
送りローラ３０はテーブル１１内部における左右方向Ｘ中央よりも僅かにロールＲ寄りの位置に設けられており、ロールＲから繰り出されたシート材Ｓの送り出しを行なうものである。この送りローラ３０は、下側に配置された駆動ローラ３０ａ及び上側に配置された従動ローラ３０ｂから構成されており、これら駆動ローラ３０ａ及び従動ローラ３０ｂによってシート材Ｓを挟持可能な構成とされている。
【００３５】
この送りローラ３０における下側に配置された駆動ローラ３０ａは、図示しない電動モータにより前後方向Ｙに沿った回転軸回りに回転駆動可能とされており、上側に配置された従動ローラ３０ｂは、前後方向Ｙに沿って延びる回転軸回りに回動自在とされている。そして、シート材Ｓがこれら駆動ローラ３０ａと従動ローラ３０ｂとの間に挟持された状態で、駆動ローラ３０ａが反時計回りに回転することによりシート材Ｓの送り出しが行なわれるようになっている。即ち、送りローラ３０によって、ロールＲから繰り出されたシート材Ｓが、右側面１０ｃ寄りのガイド部２０のガイド面２０ａから左側面１０ｂ寄りのガイド部２１のガイド面２１ａへ向けて送り出されて、シート材Ｓによるループが拡大されるようになっている。
【００３６】
なお、この送りローラ３０のうち従動ローラ３０ｂは上下方向Ｚに変位可能とされており、これによって、従動ローラ３０ｂと駆動ローラ３０ａによるシート材Ｓの挟持及び開放が可能とされている。
【００３７】
締付ローラ４０は、上記送りローラ３０よりも右側面１０ｃ側、即ち、シート材Ｓの送り出し側に隣接して配されており、上記送りローラ３０によって送り出されたシート材Ｓの引き戻しを行なうものである。
【００３８】
締付ローラ４０における下側に配置された駆動ローラ４０ａは、図示しない電動モータにより前後方向Ｙに沿った回転軸回りに回転駆動可能とされており、上側に配置された従動ローラ４０ｂは、前後方向Ｙに沿って延びる回転軸回りに回動自在とされている。そして、シート材Ｓがこれら駆動ローラ４０ａ及び従動ローラ４０ｂとの間に挟持された状態で駆動ローラ４０ａが時計回りに回転することによりシート材Ｓの引き戻しが行なわれるようになっている。即ち、締付ローラ４０によって、シート材Ｓを引き戻して、該シート材Ｓによるループを縮小するようになっている。
【００３９】
なお、この締付ローラ４０のうち従動ローラ４０ｂは上下方向Ｚに変位可能とされており、これによって、従動ローラ４０ｂと駆動ローラ４０ａによるシート材Ｓの挟持及び開放が可能とされている。
また、上記送りローラ３０の従動ローラ３０ｂが下方に変位して該従動ローラ３０ｂと駆動ローラ３０ａとによりシート材Ｓを挟持している際には、締付ローラ４０はその従動ローラ４０ｂが上方に変位することによりシート材Ｓを開放状態としている。一方、締付ローラ４０の従動ローラ４０ｂが下方に変位して該従動ローラ４０ｂと駆動ローラ４０ａとによりシート材Ｓを挟持している際には、送りローラ３０はその従動ローラ３０ｂが上方に変位することによりシート材Ｓを開放状態としている。
これにより、シート材Ｓは送りローラ３０又は締付ローラ４０のいずれか一方により挟持された状態となる。
【００４０】
挟持部５０は、上記締付ローラ４０よりも右側面１０ｃ側、即ち、シート材Ｓの送り出し側に配置されており、締付ローラ４０から送り出し側に延びるシート材Ｓを上下から挟持可能な固定側挟持部材５１及び移動側挟持部材５２とから構成されている。
上方に配置された固定側挟持部材５１は装置本体１０に固定されており、下方に配置された移動側挟持部材５２は上下方向に移動可能な移行機構（図示省略）に連動して昇降されるようになっている。
【００４１】
反転挟持部６０は、上記挟持部５０よりも右側面１０ｃ側、即ち、挟持部５０の直下流に配置されており、シート材Ｓを挟持して前後方向Ｙ、上下方向Ｚに移動可能とされるとともに前後方向Ｙに沿った軸線回りに回転可能とされた部材である。
即ち、この反転挟持部６０は、固定側挟持部材５１の高さからテーブル１１に近接した高さまでの距離を上下に移動できるとともに、前後方向Ｙに進退することで通過溝側への進出が可能とされている。また、反転挟持部６０は、上述した上下間の距離を移動する際に、挟持部材６１，６２の位置を上下で転換しながら一回転するようになっている。
【００４２】
また、反転挟持部６０は、一対の挟持部材６１，６２により構成されており、一対の挟持部材６１，６２は、互いに重ね合わされた一対の鋼製の板ばねで構成され、上記の前後方向Ｙの進退移動による通過溝への進出によってシート材Ｓを挟持するようになっている。
このように反転挟持部６０がシート材Ｓを挟持した状態で上記一回転することに伴って、シート材Ｓの端部にループが形成される。
【００４３】
支持機構７０は、シート材Ｓを合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２外周面との間で挟持して止定するシート支持部７１と、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２内周面に当接して該受け口部Ｗ２を下方からの押圧に対して支持するワーク支持部７２とを備えており、図４に示すように、詳細は後述する加熱押圧機構８０と連動する構成とされている。
【００４４】
支持機構７０は、詳しくは図５に示すように略上下方向にわたって延びる第１揺動アーム７３を備えており、該第１揺動アーム７３はその延在方向の略中央部が、左右方向Ｘに沿って延びる第１支軸７３ａに回動可能に支持されている。これによって第１揺動アーム７３は前後方向Ｙ及び上下方向Ｚを含む平面に沿って、即ち、Ｙ−Ｚ平面に沿って回転可能とされる。
【００４５】
また、第１揺動アーム７３の上端側は、一端が装置本体１０に固定されたコイルスプリング７５の他端が接続されており、これによって第１揺動アーム７３はその上端が前後方向Ｙの前方側、即ち、進出方向に向かって付勢されている。
さらに、第１揺動アーム７３の下端側には、左右方向Ｘ右側に向かって突出する円筒状をなすカムフォロワ７４が設けられている。このカムフォロワ７４の外周面は、左右方向Ｙに沿って延びる第１駆動軸７７に固定された第１カム７８の外周面に当接している。
【００４６】
上記第１駆動軸７７は、その一端側（左右方向Ｘ左側）に配された駆動モータ７６によってその軸線回りに回転可能とされている。また、第１カム７８は、Ｙ−Ｚ平面に沿って配置される略扇形板状をなしており、該略扇形の頂角付近に上記第１駆動軸７７が貫通固定されている。したがって、第１駆動軸７７の回転駆動により第１カム７８は偏心状態で回転することになり、該第１カム７８の外周面に当接するカムフォロワ７４が第１カム７８の外周面形状に従って転動することになる。
【００４７】
このようにして第１揺動アーム７３の上端側がコイルスプリング７５によって進出方向に付勢されるとともに、該第１揺動アーム７３の下端側が第１カム７８に従って転動することにより、第１揺動アーム７３が第１支軸７３ａ回りにＹ−Ｚ平面に沿って左右方向Ｙに揺動することになる。
【００４８】
また、第１揺動アーム７３の上端側には、進出方向（前後方向Ｙ前方側）に向かって延在するバー部材７９が回動自在に取り付けられており、このバー部材７９の左右方向Ｘ左側には、装置本体１０に固定されたガイド部材（図示省略）により前後方向Ｙに進退可能に支持されたワーク支持部７２が設けられている。
【００４９】
このワーク支持部７２は、前後方向Ｙに沿って延びており、その先端部は他の部分よりも一段高く形成され、板面が上下方向を向くように配置されている。そして、ワーク支持部７２はバー部材７９に対して前後方向Ｙに沿って伸縮可能なコイルスプリング７５ａを介して連結されており、これによって、第１揺動アーム７３の揺動に伴ってバー部材７９が前後方向Ｙに移動した際には、コイルスプリング７５ａを介してワーク支持部７２も前後方向Ｙに移動することになる。
【００５０】
なお、ワーク支持部７２の前方側には、該ワーク支持部７２の所定位置以上の前方側への移動を規制するストッパー部（図示省略）が設けられている。これによって、バー部材７９が進出する際には、ワーク支持部７２は所定位置まではバー部材７９ととも前進出するが該所定位置においてストッパー部により移動が停止され、それ以降はバー部材７９のみが進出することになる。
【００５１】
さらに、上記バー部材７９及びワーク支持部７２の左右方向Ｘ左側には、Ｙ−Ｚ平面に沿ったＬ字状をなすシート支持部７１が設けられている。このシート支持部７１は、Ｌ字上の一方の辺が進出方向に向かって延在するとともに他方の辺が下方に向かって延在している。そして、他方の辺における下端部が、左右方向Ｘに沿った回転軸７１ａを介してバー部材７９の先端と回動可能に連結されており、Ｌ字状の角部が左右方向Ｘに沿った回転軸７２ａを介してワーク支持部７２と回動可能に連結されている。
【００５２】
シート支持部７１が上記のようにバー部材７９及びワーク支持部７２に連結されていることにより、バー部材７９が進出する際には、シート支持部７１もワーク支持部７２と同様に進出する。そして、ワーク支持部７２の進出がストッパー部により停止されてバー部材７９のみが進出する状態になると、シート支持部７１は回転軸７２ａを中心として回転する。即ち、ワーク支持部７２との連結箇所である回転軸７２ａの位置が停止された状態でバー部材７９より回転軸７１ａを介して進出方向に押されることにより、シート支持部７１は回転軸７２ａ回りのトルクを受けて回動するのである。これにより、シート支持部７１のＬ字状の一辺をなす部分（以下、シート支持部７１の先端部と称する）が上方へと向かって回動する。
【００５３】
このような構成の支持機構７０は、第１揺動アーム７３の揺動によりシート支持部７１及びワーク支持部７２が前後方向Ｙに沿って進退移動する。そして、これらシート支持部７１及びワーク支持部７２が進出した状態においては、テーブル１１上に載置された合成樹脂製内管Ｗとの位置関係は、図６に示すようになる。
【００５４】
即ち、シート支持部７１は合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周側に位置しており、該シート支持部７１と受け口部Ｗ２との間にシート材Ｓが存在する際にシート支持部７１の先端部が上方に回動することで、該シート支持部７１がシート材Ｓを受け口部Ｗ２との間で挟み込む。これによって、受け口部Ｗ２の外周面にシート材Ｓを支持することができるようになっている。
また、ワーク支持部７２は合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の内周側に位置しており、ワーク支持部７２の下面が該受け口部Ｗ２の内周面に対して上方から当接する。これにより、後述する加熱押圧機構８０が受け口部Ｗ２を下方から上方に向かって押圧した際の押圧力に抗して受け口部Ｗ２を支持することができるようになっている。
【００５５】
加熱押圧機構８０は、シート材Ｓ同士を熱溶着すると同時にシート材Ｓと合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周面とを熱溶着するための部材であって、図１及び図２に示すようにワーク支持部７２の下方に上下動自在に配設されている。
【００５６】
この加熱押圧機構８０は、詳しくは図７及び図８に示すように、略立方体形状をなす加熱押圧機構本体８１を有している。この加熱押圧機構本体８１にはヒータが内蔵されており、これによって該加熱押圧機構本体８１の上面である加熱押圧面８２が高温に加熱されるようになっている。また、加熱押圧機構本体８１の片面、即ち、左右方向Ｘ左側の側面には、前後方向Ｙに沿って延びる刃を備えたカッタ８３が固定されている。
なお、上記ヒータによる加熱押圧面８２の加熱温度は、例えば２７０℃〜３００℃の範囲に設定されており、シート材Ｓ及び受け口部Ｗ２を溶融可能な温度とされている。
【００５７】
上記加熱押圧面８２の形状としては、図９（ａ）〜（ｃ）に示すような種々の形状が挙げられる。
即ち、図９（ａ）に示すように、上方向に突出し先端が平坦状をなす凸部が複数並設されることにより、加熱押圧面８２に凹凸形状が付与されていてもよい。
また、図９（ｂ）に示すように、加熱押圧面８２が、円弧状を前後方向Ｙに沿って延在させた円筒面形状をなしていてもよい。
さらに、図９（ｃ）に示すように、上方向に突出し先端が尖った凸部が複数並設されることにより、加熱押圧面８２に剣山形状が付与されていてもよい。
【００５８】
また、本実施形態においては、上記加熱押圧面８２の表面に、フッ素系樹脂のコーティングが施されている。
【００５９】
この加熱押圧機構本体８１は、受け口部Ｗ２の外周面に沿って形成されたシート材Ｓの重合部分Ｓａを、加熱押圧面８２によって上方向に押圧するとともに加熱する。これによって、重合部分Ｓａを熱溶着するとともに該重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２の外周面とを熱溶着させる。そして、加熱押圧機構８０による押圧を強められた際に、カッタ８３によってシート材Ｓを切断する構成とされている。
【００６０】
次に、加熱押圧機構８０における加熱押圧機構本体８１を上下動させる機構について説明する。
この加熱押圧機構８０には、略水平方向に延在するように配される第２揺動アーム８４が設けられている。この第２揺動アーム８４の一端側は、装置本体１０に固定され前後方向に沿った第２支軸８４ａに回動可能に支持されており、これによって第２揺動アーム８４は、左右方向Ｘと上下方向Ｚとを含む平面、即ちＸ−Ｚ平面上に沿って回動可能とされる。
【００６１】
上記第２揺動アーム８４の延在方向中央部よりもわずかに第２支軸８４ａ側の位置には、前後方向Ｙ前方側に円筒状をなして突出するようにカムフォロワ８５が設けられている。このカムフォロワ８５の外周面は、前後方向Ｘに沿って延びる第２駆動軸８６に固定された第２カム８７の外周面に当接している。
【００６２】
上記第２カム８７は、Ｘ−Ｚ平面に沿って配置される略扇形板状をなしており、該略扇形の頂角付近に上記第２駆動軸８６が貫通固定されている。したがって、第２駆動軸８６の回転駆動に伴って第２カム８７は偏心状態で回転することになり、該第２カム８７の外周面に上方から当接するカムフォロワが第２カム８７の外周面形状に従って転動することになる。
【００６３】
このようにして、第２揺動アーム８４のカムフォロワ８５が第２カム８７に従って転動することにより、第２揺動アーム８４の先端側が、第２支軸８４ａ回りにＸ−Ｚ平面に沿って上下方向に揺動する。
【００６４】
上下方向に揺動可能とされた第２揺動アーム８４の先端には、上方向に向かって延びる立設バー８８が回動可能に取り付けられている。この立設バー８８は、上下方向Ｚに沿った配置状態を維持する構成とされており、第２揺動アーム８４の揺動によって上下移動することができるようになっている。また、立設バー８８の左右方向Ｘ右側を向く面にはスプリング載置板８９が突設され、さらに、該スプリング載置板８９の上方に、加熱押圧機構本体８１を備えたスライダ９０が立設バー８８に対して上下方向Ｚにスライド可能に設けられている。このスライダ９０の下面とスプリング載置板８９との間には、上下方向Ｚに沿って延びるコイルスプリング９１が設けられており、即ち、スライダ９０はコイルスプリング９１を介して立設バー８８に支持された状態とされている。
【００６５】
なお、上記加熱押圧機構本体８１とスライダ９０とは、図８に示すように、左右方向Ｘに沿った回転軸８１ａ及び前後方向Ｙに沿った回転軸８１ｂを介してこれら回転軸８１ａ，８１ｂ回りに回動可能に連結されている。これにより、加熱押圧面８２が任意の方向を向くことができるようになっている。
なお、加熱押圧機構本体８１は、少なくとも左右方向Ｘ及び前後方向Ｙを含む平面に沿った少なくとも一軸回りに回動可能とされていればよく、また、この他、例えばナックル継手を介して連結されることで加熱押圧面８２が任意の方向を向くことができるように構成されていればよい。
【００６６】
そして、加熱押圧機構本体８１が上死点において上記重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２の外周面をコイルスプリング９１を介して弾性的に押圧する。これにより、コイルスプリング９１のバネ定数に応じた押圧力が重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２に付与される。なお、このコイルスプリング９１のバネ定数は５０〜３００Ｎ／ｍｍの範囲に設定さえていることが好ましい。
【００６７】
ここで、第１駆動軸７７と第２駆動軸８６とはベベルギア７７ａ，８６ａによって連結されており、これらベベルギア７７ａ，８６ａを介して第１駆動軸７７の駆動力が第２駆動軸８６に伝達されることで第２駆動軸８６が駆動するように構成されている。これによって、支持機構７０のシート支持部７１及びワーク支持部７２が進出してから所定時間経過した後に加熱押圧機構本体８１が上方向に移動するように、支持機構７０と加熱押圧機構８０とが連動する構成とされている。
【００６８】
なお、本実施形態においては、上記第２駆動軸８６に、上記第２カム８７の別にセンサカム９２が設けられている。該センサカム９２は第２カム８７と同様の構成をなしており、第２駆動軸８６に偏心状態で取り付けられている。
また、センサカム９２の近傍には、近接センサ９３が設けられている。この近接センサ９３は、第２駆動軸８６の駆動により加熱押圧機構本体８１が上死点に到達した際にセンサカム９２を検出するように構成されている。
そして、上記センサカム９２によるセンサカム９２の検出信号は、図示しない制御部に送出される。この制御部においては検出信号に基づいて、駆動モータ７６を一定時間停止させる。
【００６９】
これにより、加熱押圧機構本体８１が上死点に到達して加熱押圧面８２が重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２を押圧する時間を任意に定めることができる。即ち、本実施形態においては、上記センサカム９２、近接センサ９３及び図示しない制御部によって、加熱押圧面８２による押圧時間を制御するタイマー機構が構成されている。本実施形態においては、タイマ機構によって加熱押圧面８２が例えば０．１〜５秒の時間だけ重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２を押圧する構成とされていることが好ましい。
【００７０】
次いで、図１０〜図１９を参照して、実施形態に係るシート材巻回装置１によるシート材巻回方法の作業工程を順次説明する。
まず、図１０に示すように、シート材Ｓは、ロールＲから送りローラ３０（駆動ローラ３０ａ、従動ローラ３０ｂ）及び締付ローラ４０（駆動ローラ４０ａ、従動ローラ４０ｂ）の間に挟まれた状態（但し、チャックはされていない）、かつ、挟持部５０における互いに離反された固定側挟持部材５１及び移動側挟持部材５２の間を通過した状態とされ、このようなシート材Ｓの先端が、下方位置に移動している反転挟持部６０に挟持されている。
【００７１】
そして、シート材Ｓを送る場合送りローラ３０ｂが上下方向Ｚ下側に動いてローラ３０ａとチャックすると同時に、締付ローラ４０ｂが上下方向Ｚ上側に動いてローラ４０ａとのチャックが開放された状態となる。この状態から、反転挟持部６０が略一回転しながらテーブル１１より僅かに下方に後退した位置（以下、上部位置と称する）まで移動し、その結果、図１１に示すように、小ループＬ１が形成される。
【００７２】
次いで、送りローラ３０が正回転し、所定量のシート材Ｓがガイド部２０のガイド面２０ａからガイド部２１のガイド面２１ａに沿って送り込まれてループが膨らまされ、図１２に示すように、大ループＬ２に形成される。
これにより、送りローラ３０と、ガイド部２０，２１と、反転挟持部６０とからなる周回機構２によるシート材Ｓの周回工程が終了する。
【００７３】
このように大ループＬ２が形成された後、第１揺動アーム７３の揺動によりバー部材７９は、ワーク支持部７２がストッパー部に停止される位置まで進出する。この状態においては、シート支持部７１の先端部は上方へ回動しておらず、該シート支持部７１の上方にシート材Ｓの端部が位置している（図１３参照）。
そして、受け口部Ｗ２の内周側にワーク支持部７２を入り込ませるようにしてテーブル１１上に合成樹脂製内管Ｗを載置する。これにより、シート支持部７１と受け口部Ｗ２の外周面との間にシート材Ｓが侵入した状態となる。また、ワーク支持部７２の下面が受け口部Ｗ２の内周面に上方から当接する。
【００７４】
次に、第１揺動アーム７３の揺動によりさらにバー部材７９が進出すると、シート支持部７１の先端部が上方に回動して、該シート支持部７１と受け口部Ｗ２の外周面との間でシート材Ｓの端部が挟持される（図１４参照）。即ち、シート支持部７１の動作によってシート材Ｓの端部が受け口部Ｗ２の外周面上に下方から支持されるのである。
【００７５】
その直後に、締付ローラ４０ｂが上下方向Ｚ下側に動いてローラ４０ａとチャックすると同時に、送りローラ３０ｂは上下方向Ｚ上側に動いてローラ３０ａとのチャックを開放し、図１５に示すように、反転挟持部６０は後退するとともに、締付ローラ４０がシート材Ｓを挟持するとともに正回転する。これによりループが絞り込まれて、受け口部Ｗ２の外径に合わせた必要量だけの締付け作業が行われる。これにより、詳しくは図１６に示すように、受け口部Ｗ２の外周面全体にシート材Ｓが密着するようにして巻き付けられる。この際、シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分とが重なり合い、重合部分Ｓａが形成される。なお、ここで言う重合部分Ｓａとは、シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分とが互いに接触して重なり合って形成された状態のみならず、これら巻き始め部分と巻き終わり部分と受け口部Ｗ２の径方向に互いに離間して位置している状態も含んでいる。
以上により、締付ローラ４０と、シート支持部７１とからなる締付機構３による締付工程が終了する。
【００７６】
上記のような締付け作業が完了すると、図１７に示すように、移動側挟持部材５２が押し上げられ、該移動側挟持部材５２と固定側挟持部材５１との間でシート材Ｓを挟持するとともに、加熱押圧機構８０が作動し、加熱押圧機構本体８１が上方に向かって移動する。この際、図１８に示すように、加熱押圧面８２が、シート材Ｓの巻き始め部分と巻き終わり部分が重なり合って形成される重合部分Ｓａを下方から上方に所定時間にわたって押圧する。これにより、ヒータの加熱にて重合部分Ｓａが熱溶着されるとともに、該ヒータの熱が重合部分Ｓａを介して受け口部Ｗ２まで伝達され、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２の外周面とが一体に熱溶着される。そして、さらなる加熱押圧面８２の押圧により、カッタ８３が重合部分Ｓａを切断する。
【００７７】
次いで加熱押圧機構８０が下降して、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２との接着部分から離れ、さらに、移動側挟持部材５２が固定側挟持部材５１から離れることにより、巻回作業が完了して次の巻回作業の準備状態、即ち、図１０に示す状態となる。
【００７８】
以上のようにして、本実施形態のシート材巻回装置１及びシート材巻回方法により、図１９に示すように、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２の外周面にシート材Ｓを隙間なく密着させることができ、さらに、重合部分Ｓａと合成樹脂製内管Ｗの外周面とを熱溶着させて一体化させることで、シート材Ｓを受け口部Ｗ２に確実に固定することができる。
【００７９】
ここで、合成樹脂製内管Ｗの外周面にシート材Ｓを設ける際には、該シート材Ｓを外周面に隙間無く密着させるとともに、シート材Ｓが剥離しない程度に外周面に固定する必要がある。
【００８０】
この点、以上説明した本実施形態のシート材巻回装置１によれば、周回機構２と締付機構３とによってシート材Ｓを受け口部Ｗ２外周面に確実に高速で巻き付けることができる。
また、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２がシート材Ｓの重合部分Ｓａを押圧する際に、該重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２との間に介在される部材がないため、加熱押圧面８２による熱が受け口部Ｗ２にも伝達され、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２とを熱溶着して一体化させることができる。これによって、シート材Ｓを受け口部Ｗ２の外周面に確実に固定することが可能となる。
【００８１】
ここで、シート材Ｓとして、例えば従来の自動結束装置で用いられているような薄い樹脂フィルムを紙にラミネートして成形したものを本実施形態で使用する樹脂繊維不織布や発泡樹脂シートの代わりに採用した場合、樹脂分が少ないため溶着が不十分となり易い。また、樹脂フィルムも紙も密な材質であるため緩衝材としての機能を適切に発揮できない。
これに対し、本実施形態においては、シート材Ｓとして、ポリエステル不織布や、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンのいずれかからなる樹脂繊維不織布や、ウレタン、ポリプロピレン、ポリスチレンのいずれかからなる発泡樹脂シートを採用しており、これらの厚みが例えば０．４４ｍｍ程度とされているため、シート材Ｓの緩衝材としての機能を適切に発揮することが可能となる。
【００８２】
また、ワーク支持部７２が受け口部Ｗ２の内周面に上方から当接しているため、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２の押圧力が受け口部Ｗ２に及んだ場合であっても、受け口部Ｗ２を支持固定することができる。したがって、加熱押圧機構８０の押圧力を確実に受けることができるため、受け口部Ｗ２とシート材Ｓの重合部分Ｓａとの熱溶着をより確実に行なうことが可能となる。特に、本実施形態においては厚みが例えば０．４４ｍｍ程度のシート材Ｓを使用しているが、上記加熱押圧機構８０を採用することでこのような比較的厚みの大きいシート材Ｓであっても確実に熱溶着することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態においては、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２に、凹凸形状、剣山形状、円筒面形状のいずれかが付与されているため、加熱押圧面８２と重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２との接触面積を小さくすることができる。これにより、加熱押圧面８２の押圧による面圧が大きくなるため、受け口部Ｗ２とシート材Ｓの重合部分Ｓａとの熱溶着をより確実に行なうことができる。また、シート材Ｓに未溶融部分を残すことでシート材Ｓの破断を防止することができる。
なお、特に、加熱押圧面８２に凹凸形状又は剣山形状が付与されている場合には、シート材Ｓを溶融させながら受け口部Ｗ２に食い込ませることができる。よって、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２との熱溶着をより強固に行なうことができる。
【００８４】
さらにまた、加熱押圧機構８０の加熱押圧面８２の表面にフッ素系樹脂がコーティングされているため、重合部分Ｓａと受け口部Ｗ２とを熱溶着させた後に、容易に加熱押圧面８２を重合部分Ｓａから剥離させることができる。
【００８５】
さらに、加熱押圧機構本体８１がスライダ９０に対して回転軸８１ａ，８１ｂ回りに回動可能に連結されているため、加熱押圧機構本体８１は、Ｘ−Ｚ平面及びＹ−Ｘ平面に沿って揺動可能となる。即ち、加熱押圧面８２が任意の方向を向くことが可能な首振り機構が備えられているため、合成樹脂製内管Ｗの載置した際に該合成樹脂製内管Ｗに傾きが生じた場合であっても、合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２に加熱押圧面８２が当接する際に加熱押圧機構本体８１は受け口部Ｗ２の形状に追従するように揺動する。これにより、加熱押圧面８２が受け口部Ｗ２に対して片当たりするのを防止することができ、加熱押圧面８２による押圧力を均等に与えることが可能となる。
【００８６】
さらにまた、本実施形態においては、センサカム９２、近接センサ９３及び図示しない制御部とによって加熱押圧機構８０による重合部分Ｓａ及び受け口部Ｗ２の押圧時間を任意に定めるタイマ機構が設けられているため、熱溶着に必要な押圧時間を定めることができ、安定した熱溶融状態を作り出すことが可能となる。したがって、個々の合成樹脂製内管Ｗにおけるシート材Ｓの固定のばらつきを防止することができる。
【００８７】
そして、このようなシート材巻回装置１及びシート材巻回方法によりシート材Ｓが巻き付け固定された合成樹脂製内管Ｗを用いて耐火二層管継手を製造することにより、セメントモルタル層の割れの発生を防止することができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、本実施形態においては、シート材巻回装置１のワークとしての合成樹脂製内管Ｗを用い、この合成樹脂製内管Ｗの受け口部Ｗ２に、ポリエステル不織布等からなるシート材Ｓを巻回する場合について説明したが、これに限定されることはなく、筒状部分を備えたものであれば他の物品でもワークとして用いることができ、また、他の材料からなるシート材Ｓを用いる場合でも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１ シート材巻回装置
２ 周回機構
３ 締付機構
１０ 装置本体
２０ ガイド部
２１ ガイド部
３０ 送りローラ
４０ 締付ローラ
５０ 挟持部
６０ 反転挟持部
７０ 支持機構
７１ シート支持部
７２ ワーク支持部
８０ 加熱押圧機構
８１ 加熱押圧機構本体
８２ 加熱押圧面
８３ カッタ
９２ センサカム
９３ 近接センサ
Ｒ ロール
Ｓ シート材
Ｗ 合成樹脂製内管
Ｗ２ 受け口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの筒状部の外周面にシート材を巻き付けるシート材巻回装置であって、
ロールから端部が繰り出された前記シート材を、前記ワークの筒状部の外周側に周回させる周回機構と、
前記筒状部の外周側に周回された前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けるとともに該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する締付機構と、
前記シート材の重合部分を前記筒状部に向かって押圧しながら加熱して、前記重合部分と前記筒状部とを熱溶着する加熱押圧機構とを備えることを特徴とするシート材巻回装置。
【請求項２】
前記加熱押圧機構の押圧に抗して前記ワークを支持するワーク支持部を備えることを特徴とする請求項１に記載のシート材巻回装置。
【請求項３】
前記シート材が、
ポリエステル不織布、
ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、
ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート材巻回装置。
【請求項４】
前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、
前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項５】
前記加熱押圧機構に、凹凸形状、剣山形状、円筒面形状のいずれかが付与されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項６】
前記加熱押圧機構に、フッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項７】
前記加熱押圧機構が、前記筒状部の外周面に追従するように揺動自在とされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項８】
前記加熱押圧機構が前記重合部分を押圧する時間を制御するタイマー機構を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項９】
ロール体から端部が繰り出されたシート材を、ワークの筒状部の外周側に周回させた状態とする第１の工程と、
周回させた前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けて、該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する第２の工程と、
前記シート材の重合部分を前記筒状部に押し当てながら加熱して、これら重合部分と筒状部とを熱溶着する第３の工程とを備えることを特徴とするシート材巻回方法。
【請求項１０】
前記シート材が、
ポリエステル不織布、
ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、
ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする請求項９に記載のシート材巻回方法。
【請求項１１】
前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、
前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする請求項９又は１０に記載のシート材巻回方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシート材巻回方法により、前記耐火二層管継手における合成樹脂製内管の受け口部に前記シート材を巻回する工程を有することを特徴とする耐火二層管継手の製造方法。
【請求項１】
ワークの筒状部の外周面にシート材を巻き付けるシート材巻回装置であって、
ロールから端部が繰り出された前記シート材を、前記ワークの筒状部の外周側に周回させる周回機構と、
前記筒状部の外周側に周回された前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けるとともに該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する締付機構と、
前記シート材の重合部分を前記筒状部に向かって押圧しながら加熱して、前記重合部分と前記筒状部とを熱溶着する加熱押圧機構とを備えることを特徴とするシート材巻回装置。
【請求項２】
前記加熱押圧機構の押圧に抗して前記ワークを支持するワーク支持部を備えることを特徴とする請求項１に記載のシート材巻回装置。
【請求項３】
前記シート材が、
ポリエステル不織布、
ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、
ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート材巻回装置。
【請求項４】
前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、
前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項５】
前記加熱押圧機構に、凹凸形状、剣山形状、円筒面形状のいずれかが付与されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項６】
前記加熱押圧機構に、フッ素系樹脂がコーティングされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項７】
前記加熱押圧機構が、前記筒状部の外周面に追従するように揺動自在とされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項８】
前記加熱押圧機構が前記重合部分を押圧する時間を制御するタイマー機構を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のシート材巻回装置。
【請求項９】
ロール体から端部が繰り出されたシート材を、ワークの筒状部の外周側に周回させた状態とする第１の工程と、
周回させた前記シート材を前記筒状部の外周面に締め付けて、該シート材の巻き始め部分と巻き終わり部分とを重合する第２の工程と、
前記シート材の重合部分を前記筒状部に押し当てながら加熱して、これら重合部分と筒状部とを熱溶着する第３の工程とを備えることを特徴とするシート材巻回方法。
【請求項１０】
前記シート材が、
ポリエステル不織布、
ナイロン又はポリプロピレン又はポリエチレンからなる樹脂繊維不織布、
ウレタン又はポリプロピレン又はポリスチレンからなる発泡樹脂シートのいずれかであることを特徴とする請求項９に記載のシート材巻回方法。
【請求項１１】
前記ワークが、耐火二層管継手における合成樹脂製内管であって、
前記筒状部が、前記合成樹脂製内管の受け口部であることを特徴とする請求項９又は１０に記載のシート材巻回方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシート材巻回方法により、前記耐火二層管継手における合成樹脂製内管の受け口部に前記シート材を巻回する工程を有することを特徴とする耐火二層管継手の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−５７２３５（Ｐ２０１１−５７２３５Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０６０７１（Ｐ２００９−２０６０７１）
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（０００１８７１９４）昭和電工建材株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月７日（２００９．９．７）
【出願人】（０００１８７１９４）昭和電工建材株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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