JP2001021091A - 合成樹脂製継手及び合成樹脂製管状部材の摩擦接合方法 - Google Patents

合成樹脂製継手及び合成樹脂製管状部材の摩擦接合方法

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JP2001021091A JP11193296A JP19329699A JP2001021091A JP 2001021091 A JP2001021091 A JP 2001021091A JP 11193296 A JP11193296 A JP 11193296A JP 19329699 A JP19329699 A JP 19329699A JP 2001021091 A JP2001021091 A JP 2001021091A
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synthetic resin
tubular member
tubular members
bead
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Ryosuke Ito
良輔 伊藤
Takashi Oguchi
貴士 小口
Koji Harada
浩次 原田
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合部に摩擦によって生じる、所謂ビードと
称される粉末状樹脂、或いは溶融流出樹脂が生じる恐れ
がなく、流路内面に段差が生じる恐れのない合成樹脂製
継手及び合成樹脂製管状部材の摩擦接合方法を提供す
る。 【解決手段】両端に受口部１１を有する合成樹脂製継手
であって、合成樹脂製管状部材２、２を双方の受口部１
１、１１に挿入したときの合成樹脂製管状部材２、２の
先端部同士の突き合わせ面近傍の内面に、凹部１２が周
方向に沿って設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製継手及び
合成樹脂製管状部材の摩擦接合方法に関する。
【０００２】
【従来技術】合成樹脂製管状部材と合成樹脂製継手の摩
擦接合方法においては、合成樹脂製管状部材と合成樹脂
製継手との一方もしくは両方を振動、又は回転すること
で、接合面を摩擦溶融し、その後、振動、回転運動を停
止し、冷却固化して合成樹脂製管状部材と合成樹脂製継
手を接合していた。
【０００３】このように摩擦接合によって接合された接
合部においては、摩擦によって生じる、所謂ビードと称
される粉末状樹脂、或いは溶融流出樹脂が付着し、これ
らによって外観を損ねたり、内部を通る物質の流れを妨
げたりするので、接合部の価値を著しく低下させる原因
となっていた。
【０００４】そこで、このような問題を改善する方法と
して、例えば、特公昭５３−２８３４４号公報記載のよ
うに、接合部材の一方に容易にフープ応力変形する薄肉
円筒体壁を設け、他方の接合部材に薄肉円筒体壁に対し
て相対的に傾斜をなす円筒体壁面を設け、溶融接合時に
薄肉円筒体壁と円筒体壁面との間に形成される空間に所
謂ビードと称される粉末状樹脂、或いは溶融流出樹脂が
収容されるようにして所謂ビードが表面に発生するのを
防止する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特公昭５３−２８３４４号公報記載の方法によれば、接
合部に薄肉円筒体壁及び円筒体壁面による段差が存在す
るため、ケーブル保護管等の管内面に平滑性が要求され
る配管では使用できない問題があった。
【０００６】更に、接合前に接合部材の端面に薄肉円筒
体壁や円筒体壁面を設けるために接合部材の端面を加工
する必要があるため、施工現場等で長い配管を接合する
場合には不便であり、更に、円筒体壁面を設けることに
より接合部の断面積が少なくなるので、接合部の強度が
低下するといった問題もあった。
【０００７】本発明は従来の摩擦接合方法における問題
に着目してなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、従来の摩擦接合方法における問題を解消し、接合
部に摩擦によって生じる、所謂ビードと称される粉末状
樹脂、或いは溶融流出樹脂が生じる恐れがなく、流路内
面に段差が生じる恐れのない合成樹脂製継手及び合成樹
脂製管状部材の摩擦接合方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の本発明の合成樹脂製継手は、両端
に受口部を有する合成樹脂製継手であって、合成樹脂製
管状部材を２個の受口部から挿入したときの合成樹脂製
管状部材の先端部同士の突き合わせ面近傍の内面に、凹
部が周方向に沿って設けられていることを特徴とするも
のである。
【０００９】又、請求項２記載の本発明の合成樹脂製管
状部材の摩擦接合方法は、請求項１記載の合成樹脂製継
手を使用し、接合しようとする２個の合成樹脂製管状部
材を合成樹脂製継手の受口部に挿入し、その後、合成樹
脂製継手又は合成樹脂製管状部材のいずれか少なくとも
一方を回転あるいは振動することによって合成樹脂製継
手の内面と合成樹脂製管状部材の外面を摩擦溶融させ、
摩擦により生じる粉末状樹脂又は溶融樹脂を合成樹脂製
継手の内面の凹部に収容するようにしたことを特徴とす
るものである。
【００１０】本発明において、凹部の断面形状として
は、摩擦により生じる、所謂ビードと称される粉末状樹
脂、或いは溶融流出樹脂を収納できればよいものであっ
て特に限定されないが、例えば、角溝、Ｖ字形、Ｕ字
形、楕円形、半円形、三日月形などが採用できる。
【００１１】又、凹部の容積は摩擦によって生じる、ビ
ードと称される粉末状樹脂又は溶融樹脂を完全に収容す
る大きさが望ましい。
【００１２】又、管状部材の先端突き合わせ面は、管路
の中心軸に対して垂直に予め加工されているのが好まし
いが、多少傾斜されていても凹部の幅より小さければ特
に問題はない。即ち、ビードが発生する摩擦運動中に、
継手自体が回転もしくは振動する場合には、ビードに遠
心力が働き、ビードが継手の凹部に付着するからであ
る。
【００１３】継手及び管状部材に使用される合成樹脂と
しては、摩擦熱により溶融され接合できる熱可塑性樹脂
であればよいものであって特に限定されないが、例えば
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン、塩化ビニ
ル樹脂、架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピレン等が使
用できる。
【００１４】管状部材を継手に挿入する場合、継手を回
転あるいは振動させた後、接合部材を徐々に挿入する
と、ビードが管路内面に形成されるので、管状部材は継
手を回転あるいは振動させる前に、管状部材の先端部同
士が継手の凹部付近で突き合うように挿入する。
【００１５】請求項２記載の本発明において、管状部材
及び継手を摩擦により発熱溶融させる手段としては、回
転又は振動によればよいが、エネルギーの損失が少な
く、短時間で管状部材及び継手を溶融させることがで
き、装置の簡易化できるので、回転運動による手段が好
ましい。
【００１６】〔作用〕請求項１記載の本発明の合成樹脂
製継手においては、合成樹脂製管状部材を受口部に挿入
したときの合成樹脂製管状部材の先端部同士の突き合わ
せ面近傍の内面に、凹部が周方向に沿って設けられてい
るので、使用に際しては、継手又は合成樹脂製管状部材
のいずれか少なくとも一方を回転あるいは振動させた場
合に、ビードと称される粉末状樹脂又は溶融樹脂が環状
部材と継手の凹部で囲まれた空間に閉じこめられ、管状
部材の流路内面にはビードが生じない。
【００１７】又、請求項２記載の本発明の合成樹脂製管
状部材の摩擦接合方法においては、請求項１記載の合成
樹脂製継手を使用し、接合しようとする２個の合成樹脂
製管状部材を合成樹脂製継手の相背向する２個の受口部
に挿入し、その後、合成樹脂製継手又は合成樹脂製管状
部材のいずれか少なくとも一方を回転あるいは振動する
ことによって合成樹脂製継手の内面と合成樹脂製管状部
材の外面を摩擦溶融させ、摩擦により生じる粉末状樹脂
又は溶融樹脂を合成樹脂製継手の内面の凹部に収容する
ようにしたものであるから、管状部材の流路内面にはビ
ードが生じない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
により詳しく説明する。図１は本発明の合成樹脂製継手
の一例及び本発明の合成樹脂製管状部材の摩擦接合方法
の一実施態様を示す断面図である。
【００１９】図１において、１は合成樹脂製継手であ
り、継手１には相背向する２個の受口部１１、１１が設
けられ、内面中央には凹部１２が周方向に沿って凹設さ
れている。継手１は高密度ポリエチレンを使用して射出
成形方法により製作したものである。２は管状部材であ
り、管状部材２としては高密度ポリエチレン管を使用し
た。
【００２０】図２は本発明方法の実施に使用した接合装
置の一例を示す説明図である。図２において、３は接合
装置であり、３１は接合装置３の継手チャック治具であ
り、継手１は継手チャック治具３１に固定され、継手チ
ャック治具３１は更にチャック治具台３２に取付けられ
ている。チャック治具台３２はタイミングベルト３３を
介してサーボモータ３４に連結しており、サーボモータ
３４の回転が継手１に伝わるような構造となっている。
【００２１】管状部材２は管軸と水平方向に移動できる
スライドテーブル３５上に固定され、スライドテーブル
３５に取り付けられたエアシリンダー３６によって任意
の圧力で軸方向に移動させることができるようになって
いる。サ−ボモータ３４の回転速度とエアシリンダー３
６の圧力は、パソコン３７に数値を入力することにより
任意に制御ができるようになっている。
【００２２】次に、図２に示す接合装置３を使用し、本
発明方法により管状部材２、２を継手１により接合する
態様を説明する。始めに継手１及び管状部材２、２をそ
れぞれ接合装置３に取り付けた後、エアシリンダー３６
を作動させて管状部材２、２をそれぞれ継手１の受口部
１１、１１に挿入する。このとき、管状部材２、２を継
手１の中央部で突き合わせる状態で、継手１を回転さ
せ、摩擦熱を発生させ、溶融させ、継手１の回転を停止
し、管状部材２、２を継手１を介して接合させる。
【００２３】
【実施例１】図１に示す継手１を使用し、継手１の受口
部１１の内径Ｄ１は７２ｍｍ、凹部１２の内径Ｄ２は５
９．１ｍｍ、凹部１２の幅Ｗは１０ｍｍ、継手１の外径
ｄは７２ｍｍであった。管状部材２としては内径５０ｍ
ｍ、肉厚３．５ｍｍの高密度ポリエチレン管を使用し、
図２に示す接合装置３を使用した。継手１の受口部１１
に挿入した管状部材２、２間のすき間は最大で０．５ｍ
ｍであった。
【００２４】継手１の受口部１１、１１内に管状部材
２、２を挿入した後、継手１を０．６２８ｍ／秒の回転
速度で１０秒間回転させた。継手１の回転中は管状部材
２、２が継手１から抜けるのを防止するために、管状部
材２、２に０．８ｋｇｆ／ｃｍ 2 の圧力を加えた。回転
停止後、圧力を０ｋｇｆ／ｃｍ2 にし、この状態で１分
間放置し、管状部材２、２は継手１を介して接合され
た。
【００２５】このようにして得られた管状部材２、２の
接合部の内周面には全くビードが発生しておらず、平滑
な内面をもつ管路が形成されていた。この接合管にエア
圧送にて光ファイバーケーブル線を通したところ、接合
部で引っかかることなく送ることができた。又、通した
光ファイバーケーブル線を取り出し表面を観察したとこ
ろ、ケーブルの破損は全く見られなかった。
【００２６】
【実施例２】図３に示す継手１ａを使用した。図３に示
す継手１ａにおいては、内部に断面三角形の凹部１２ａ
が凹設されている。継手１ａの受口部１１の内径Ｄ１は
７２ｍｍ、凹部１２の最大内径Ｄ２は６２．５ｍｍ、凹
部１２の幅Ｗは１０ｍｍ、外径ｄは７２ｍｍであった。
実施例１と同様の管状部材２、接合装置３を使用して、
同様の接合手順で管状部材２を接合した。このようにし
て接合された管状部材２、２の接合部の内周面には全く
ビードが発生しておらず。平滑な内面をもつ管路が形成
されていた。この接合管にエア圧送にて光ファイバーケ
ーブル線を通したところ、接合部で引っかかることなく
送ることができた。又、通した光ファイバーケーブル線
を取り出し表面を観察したところ、ケーブルの破損は全
く見られなかった。
【００２７】
【比較例１】図４に示す継手（イ）を使用し、実施例１
同様の方法で管状部材２、２を接合した。このようにし
て接合された管状部材２、２の接合部の内面には全くビ
ードが発生していなかったが、継手（イ）が自体のコア
（ロ）が出っ張っており、管路の内面は平滑でなかっ
た。この管状部材２、２にエア圧送にて光ファイバーケ
ーブル線を通したところ、接合部で引っかかりケーブル
を送ることができなかった。
【００２８】
【比較例２】図５に示す継手（ハ）を使用し、実施例１
と同様の方法で管状部材２、２を接合した。このように
して接合された管状部材２、２の接合部の内周面には管
状部材２、２の突き合わせ面のすき間から、ビード２１
がはみ出していた。このようにして接合された管状部材
２、２の接合部にエア圧送にて光ファイバーケーブル線
を通したところ、接合部で引っかかることはなくケーブ
ルを送ることができた。又、通した光ファイバーケーブ
ル線を取り出し表面を観察したところ、ケーブルの表面
が破損していた。尚、継手（ハ）の内径Ｄ１は５６．１
ｍｍ、外径ｄは７２ｍｍである。
【００２９】
【比較例３】図６に示す継手（ニ）を使用し、実施例１
と同様の方法で管状部材２、２を接合した。このように
して接合された管状部材２、２の接合部は管状部材２、
２の端面と継手（ニ）内の凸部（ホ）とのあたり面から
ビード２１が発生し、接合部の内面は平滑でなかった。
この接合部にエア圧送にて光ファイバーケーブル線を通
したところ、接合部で引っかかることはなくケーブルを
送ることができた。又、通した光ファイバーケーブル線
を取り出し表面を観察したところ、ケーブルの表面が破
損していた。尚、継手（ニ）の内径Ｄ１は５６．１ｍ
ｍ、凸部（ホ）間の内径Ｄ３は５０．０ｍｍ、外径ｄは
７２ｍｍである。
【００３０】
【比較例４】実施例１と同様の継手１、管状部材２、
２、接合装置３を用いて管状部材２、２を接合した。但
し、接合手順において、予め継手１に管状部材２、２を
挿入せずに、継手１を回転させた後で管状部材２、２を
０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で挿入した。このようにし
て接合された管状部材２、２の接合部の内面に大量のビ
ードが付着していた。この接合部にエア圧送にて光ファ
イバーケーブル線を通したところ、接合部でケーブル線
が引っかかり、ケーブルを送ることができなかった。
【００３１】以上、本発明の実施の形態を図により説明
したが、本発明の具体的な実施の形態は図示の実施の形
態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない
範囲の設計の変更は本発明に含まれる。
【００３２】
【発明の効果】請求項１記載の本発明の合成樹脂製継手
においては、使用に際しては、合成樹脂製継手又は合成
樹脂製管状部材のいずれか少なくとも一方を回転あるい
は振動させた場合に、ビードと称される粉末状樹脂又は
溶融樹脂が環状部材と継手の凹部で囲まれた空間に閉じ
こめられるので、管状部材の流路内面にはビードが生じ
ない。従って、管路は円滑であり、流動抵抗を少なくす
ることができる。又、合成樹脂製管状部材を予め加工す
る必要がない。
【００３３】又、請求項２記載の本発明の合成樹脂製管
状部材の摩擦接合方法においては、管状部材の流路内面
にはビードが生じないので、管路は円滑であり、流動抵
抗を少なくすることができる。又、合成樹脂製管状部材
を予め加工する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る継手及び本発明方法の一実施の態
様を示す断面図。
【図２】本発明方法に使用する接合装置の一例を示す説
明図。
【図３】本発明に係る継手の他の一例を示す断面図。
【図４】従来の継手を使用した接合方法の態様を示す断
面図。
【図５】従来の他の継手を使用した接合方法の態様を示
す断面図。
【図６】従来の他の継手を使用した接合方法の態様を示
す断面図。
【符号の説明】
１ 継手 １１ 受口部 １２ 凹部 ２ 管状部材 ３ 接合装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H019 FA07 FA12 FA14 4F211 AA04 AA11 AA15 AD05 AD12 AD23 AG08 AG25 AG27 AH11 AM33 TA01 TC11 TD07 TD11 TH02 TH18 TJ22 TN20 TN21

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】両端に受口部を有する合成樹脂製継手であ
    って、合成樹脂製管状部材を２個の受口部に挿入したと
    きの合成樹脂製管状部材の先端部同士の突き合わせ面近
    傍の内面に、凹部が周方向に沿って設けられていること
    を特徴とする合成樹脂製継手。
  2. 【請求項２】請求項１記載の合成樹脂製継手を使用し、
    接合しようとする２個の合成樹脂製管状部材を合成樹脂
    製継手の受口部に挿入し、その後、合成樹脂製継手又は
    合成樹脂製管状部材のいずれか少なくとも一方を回転あ
    るいは振動することによって合成樹脂製継手の内面と合
    成樹脂製管状部材の外面を摩擦溶融させ、摩擦により生
    じる粉末状樹脂又は溶融樹脂を合成樹脂製継手の内面の
    凹部に収容するようにしたことを特徴とする合成樹脂製
    管状部材の摩擦接合方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1859919A3 (en) * 2006-05-24 2010-03-03 Heateflex Corporation Fusion welded fittings with weld bead cover
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