JP2001179834A - 樹脂管の接合方法及び樹脂管の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 樹脂管を加熱して接合する樹脂管の接合方法
および接合構造における作業効率を改善する。 【解決手段】 樹脂管を加熱して接合するとき、樹脂管
の管端部内周面に凹凸を有する／又は先拡がりの円筒体
を挿入し、樹脂管の円筒体挿入部の外周面を加熱し、樹
脂管の内周面を円筒体に密着させて接合する接合方法及
び接合構造であり、又対向する２つの樹脂管の管端部内
に２つの樹脂管にわたる円筒体を挿入し、前記樹脂管同
士の管端を突き合わせ／近接させた後に、前記突き合わ
せ／近接させた樹脂管の管端部及びその近傍を前記樹脂
管の外周面から加熱し、２つの樹脂管の管端部同士が融
着／又は各々の樹脂管が円筒体と密着して接合する接合
方法及び接合構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂管の接合方法お
よび接合構造に関わるものであり、詳しくは樹脂管を加
熱して接合する樹脂管の接合方法および接合構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス管、水道管、排水管等の流体
輸送管としてポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレ
ン、ポリフッ化ビニリデン等の熱可塑性樹脂管が広く使
用されている。このような熱可塑性樹脂管の接合方法に
は種々な方法がある。この種々な接合方法の中でも、２
つの熱可塑性樹脂管の管端を加熱溶融し、これら溶融し
た端部同志を突き合わせて管軸方向に押圧して接合する
バット接合（突き合わせ接合）が広く用いられている。

【０００３】しかしながら、上記従来技術の突き合わせ
接合では、管軸方向に押圧することによって溶融樹脂が
管内面および外面に突出してビードが形成されていた。
このうち内面側に突出したビードにより管径が縮小さ
れ、流体の流れを妨げて流過抵抗増大の原因になった
り、流体中の固形物が引っかかったりするほか、特に流
体が水や温水の場合には、内面側ビード部分に水或いは
温水が滞留して細菌が繁殖して、腐敗等による水質の低
下を招いてしまう。

【０００４】また突き合わせ接合では、ビード生成を防
ぐために熱可塑性樹脂管の端面と表面との境の稜線部分
を取り除いて加熱溶融し、この溶融した端面同志を突き
合わせる接合方法がある。この接合方法は、熱可塑性樹
脂管の端面と表面との境界の稜線部分を取り除いている
ので、端部の溶融される熱可塑性樹脂の量が少なくな
り、接合部に生じるビードが小さくなるので、好ましい
接合法である。しかし、この接合方法では、予め端部と
表面との稜線部分を取り除いているから、接合部の機械
的強度が小さく、この接合部が折れやすいという問題が
ある。

【０００５】一方、熱可塑性樹脂管の端面と表面との境
界の稜線部分を取り除かずに、管軸線方向に対して直角
に切断した熱可塑性樹脂管の端面同志を溶着して突き合
わせ接合すれば比較的強固に接合できるが、これでも未
だ機械的強度が不十分で、過大過重が加われば接合部が
折れやすいという問題がある。

【０００６】また有害な管内面のビード生成を防止する
方法として、接合部の管内に拡張可能な内周支持装置を
挿入し管内面を押圧して溶融樹脂が管内面側にはみ出し
てくるのを防止し、管端が融着した後、内周支持装置を
外部に引き出す技術がある。しかし、この内周支持装置
は、接合部の管内周に圧接させるために加圧空気や熱膨
張性媒体を用いるものが多く、装置が複雑になり且操作
が面倒になる問題がある。前記したような問題点を解決
するものとして実開平５−７４８２８号公報には、図６
に示すような樹脂管の接続方法及び接続構造が開示され
ている。図６（イ）においてパイプ２１、２２の両端部
を別途のバット融着用のヒータで加熱溶融させて、しか
る後に突部２４を有する金属短管２３を両パイプ２１、
２２に挿入差し渡して突き合わせ、もって金属短管２３
の突部２４を挟むみ込むように両パイブ２１、２２を接
合するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記した従来の
接合方法及び接合構造は接続する熱可塑性樹脂の管端部
同士を溶融して、その中に金属短管を挿入差し渡して突
き合わせることにより融着接合するものであるが、この
接合方法を実施する際にはバット融着機による管端の加
熱、バット融着機の退避、金属端管の挿入差し渡し、突
き合わせという作業毎に２つのパイプをその軸方向に進
退させる動作が必要であり、これがために作業効率が悪
くなるという課題がある。また接合方法を半自動化しよ
うとしたときに、前記した複数回の進退動作が大きな障
害となるという課題もある。又樹脂管と金属管或いは硬
質樹脂管とを接合する場合も、バット融着機を使用する
以上上記したものと同様の課題がある。本発明は前記し
た課題を解決して、作業効率がよくまた半自動化も行い
やすい接合方法および接合構造を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂管を加熱
して接合する樹脂管の接合方法であって、樹脂管の管端
部内周面に凹凸を有する／又は先拡がりの円筒体を挿入
し、樹脂管の円筒体挿入部の外周面を加熱し、樹脂管の
内周面を円筒体に密着させて接合することを特徴とする
ものであり、更には樹脂管を加熱して接合する樹脂管の
接合方法であって、対向する２つの樹脂管の管端部内に
２つの樹脂管にわたる円筒体を挿入し、前記樹脂管同士
の管端を突き合わせ／近接させた後に、前記突き合わせ
／近接させた樹脂管の管端部及びその近傍を前記樹脂管
の外周面から加熱し、２つの樹脂管の管端部同士が融着
／又は各々の樹脂管が円筒体と密着して接合することを
特徴とするものであり、更には円筒体は樹脂管の内径と
ほぼ等しい外径を有し、前記円筒体の軸方向ほぼ中央部
の外周面に突条又は突起を有すると共に、前記突条又は
突起の両側の外周面に凹凸部を有することを特徴とする
ものであり、更には円筒体は樹脂管の内径とほぼ等しい
外径を有し、前記円筒体の軸方向ほぼ中央部の外周面に
突条または突起を有すると共に、前記突条または突起は
樹脂管の端部で係止することを特徴とするものであり、
更には円筒体は接合する樹脂管よりも軟化温度の高い材
料で設けたことを特徴とするものであり、更には円筒体
は接合する樹脂管とほぼ同じ溶融温度の樹脂であること
を特徴とするものであり、更には対向させた２つの樹脂
管の管端を突き合わせ／近接させた後に、突き合わせ／
近接させた樹脂管の管端部の外周面に加熱ヒータを当接
させてその近傍を外周面から中心部に向かって加熱溶融
すると共に、加熱ヒータを中心部に向かって締め付ける
ことを特徴とするものであり、更には加熱ヒータの加熱
時間はあらかじめ決められた基準時間に対し、外気温度
により補正した時間であることを特徴とするものであ
る。

【０００９】又本発明は、樹脂管を加熱して接合した接
合構造であって、樹脂管の管端部内周面に凹凸を有する
／又は先拡がりの円筒体を備え、円筒体挿入部の外周面
から加熱されて、前記樹脂管の外径より縮径して接合さ
れたことを特徴とするものであり、更には樹脂管を加熱
して接合した接合構造であって、対向する２つの樹脂管
と、前記樹脂管の内径とほぼ等しい外径を有し、その軸
方向ほぼ中央部の外周面に突条又は突起を有する円筒体
を備え、前記各々の樹脂管の管端が前記円筒体の突条又
は突起を挟んで２つの樹脂管の管端部同士が融着／又は
各々の樹脂管と円筒体が密着して接合され、接合部の外
径が前記樹脂管の外径より小さいことを特徴とするもの
であり、更には円筒体の軸方向ほぼ中央部の外周面に突
条または突起を有すると共に、前記突条または突起の両
側の円周面に設けた凹凸部に樹脂が入り込み固化したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において、２つの対向する
樹脂管の管端から、あらかじめ円筒体を差し渡すように
挿入して、両管端を突き合わせ／近接させた樹脂管の外
周面から加熱溶融させて２つの樹脂管を接合することに
より、作業中における２つの樹脂管の軸方向の進退動作
が必要ではなくなり、本接合作業の作業効率が良くなる
と共に、樹脂管の接合作業を半自動加することが可能と
なる。しかし２つの樹脂管に円筒体を差し込む作業は依
然として人手による。又円筒体の軸方向ほぼ中央部に突
条あるいは突起が設けてあるから２つの樹脂管の管端部
に円筒体を差し込んだとき、両樹脂管の管端が円筒体の
突条又は突起に突き当たって止まり、結果的に円筒体を
両樹脂管間に均等に差し渡すことができる。

【００１１】本発明の接合作業を行うときは、２つの対
向する樹脂管の管端からあらかじめ円筒体を差し渡すよ
うに挿入して両管端を突き合わせ／近接させた樹脂管の
外周面から中心部に向かって加熱ヒータで加熱溶融する
と共にこの加熱ヒータを樹脂管の中心部に向かって締め
付けることにより、樹脂管をその外周面から加熱して溶
融する。溶融した樹脂は接合する樹脂管の管端間の間
隙、円筒体と接合する樹脂管の外周面との間隙に充填さ
れ、この樹脂が冷却すると二つの樹脂管を強固に融着接
合することができ、更に円筒体の溝又は凹凸部あるいは
先拡がりとなった円筒体の元部にも溶融した樹脂が充填
されて、より強固な樹脂管の接合が行い得て、引き抜き
に対する抗力が向上する。加熱ヒータの適切なる加熱温
度は対象とする樹脂によって違いがあるが、２３０℃〜
３００℃にする。又前記した接合作業を行う際の加熱ヒ
ータの加熱時間は、樹脂管のサイズによってあらかじめ
決められた基準時間で加熱ヒータの加熱を止めるように
設定するのであるが、これを外気温度によって補正する
ことにより更に完全な樹脂管の接合方法を提供するもの
である。

【００１２】上記した樹脂管の接合方法は樹脂管同士を
接合することを説明したものである。以下に樹脂管と金
属管或いは硬質樹脂観との接合について説明する。樹脂
管と金属管或いは硬質樹脂管を接合する場合は金属管或
いは硬質樹脂管の管端部に前記の円筒体に相当する円筒
体部を形成する。この円筒体部に樹脂管を挿入して金属
管或いは硬質樹脂管に突き合わせた樹脂管の管端部の外
周面から中心部に向かって加熱ヒータで加熱溶融すると
共にこの加熱ヒータを樹脂管の中心部に向かって締め付
けることにより、樹脂管をその外周面から加熱して溶融
する。溶融した樹脂は、円筒体部と接合する樹脂管の外
周面との間隙に充填され、この樹脂が冷却すると樹脂管
と金属管あるいは硬質樹脂管を強固に融着接合すること
ができ、更に円筒体部の溝又は凹凸部あるいは先拡がり
となった円筒体の元部にも溶融した樹脂が充填されて、
より強固な樹脂管の接合が行い得て、引き抜きに対する
抗力が向上する。

【００１３】以下に本発明に係わる樹脂管の接合方法及
び接合構造の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係わる樹脂管の接合方法における接合前
の樹脂管と円筒体を組み付けた状態を示す断面図であ
り、図２は組み付けた樹脂管と円筒体に加熱ヒータをセ
ットした状態を示す断面図であり、図３は加熱ヒータを
樹脂管に押し付けた状態を示す断面図であり、図４は樹
脂管と円筒体を接合した状態を示す断面図である。図１
乃至図４において、１は接続する一方の樹脂管であり、
２は接続する他方の樹脂管である。樹脂管１、２は熱可
塑性樹脂で形成されており、熱可塑性樹脂には例えばポ
リエチレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピ
レン等があげられるが、本実施例では給水、給湯用のポ
リブテンを使用した。ポリブテンの軟化温度は約１３０
℃である。３は樹脂管１、２へ挿入される円筒体で、円
筒体３は樹脂管１、２よりも軟化温度の高いエンジニア
リング・プラスチック等の機械的強度の高いもので形成
されており、本実施例ではポリフェニレンオキサイドを
使用した。ポリフェニレンオキサイドの軟化温度は２０
０℃である。樹脂管１、２と円筒体３とは軟化温度の差
が５０℃以上が好ましい。即ち、樹脂管１、２が溶融し
て変形しようとしても、未だ軟化していない円筒体３が
しっかりと樹脂管１、２を保持する点で好ましい。

【００１４】円筒体３の両端部には円筒部３ａ、同じく
ほぼ中央部の外周面にはその周方向に突出する突条３ｂ
を設ける。この突条３ｂの外径は接続する樹脂管１、２
の内径よりやや大きく形成してある。上記突条３ｂは円
筒体３の外周面のほぼ同一円周上に連続して形成しても
よいし、断続的に形成してもよい。更に円筒体３の円筒
部３ａの外周面であって、突条３ｂと端部との間に溝３
ｃとのこ刃状の凹凸部３ｄを設ける。前記凹凸部３ｄの
先端の外径は樹脂管１、２の内径より若干大きくする。
またこの溝３ｃと凹凸部３ｄは円筒部３ａの管軸方向に
対してほぼ同一外円周上に連続して形成するか、あるい
は断続的に形成する。なお円筒体３の外周部は先拡がり
のテーパ面に設けてあってもよい。

【００１５】図５は加熱ヒータ４の概略構造を示すは断
面図である。図中４１は加熱体で、電熱線４４を内蔵し
ている。加熱体４１の両側には断熱体４２と冷却体４３
が各々配置してあり、断熱体４２は加熱体４１の熱が冷
却体４３に伝わることを防止するものである。冷却体４
３は加熱ヒータ４が樹脂管１，２に当接して樹脂管１，
２を溶融しているとき、溶融した樹脂が加熱ヒータ４か
ら外部に流れ出ることを防止するために、樹脂を冷却す
るためのものである。

【００１６】次に樹脂管１、２の接合方法について説明
する。接合する樹脂管１、２の管端がそれぞれ管軸線方
向にほぼ直角に切断されていることを確認する。ほぼ直
角に切断されてなければ、樹脂管１，２の管端を再切断
して直角に加工する。次に図１に示すように円筒体３の
突起４にその管端が突き当たるまで樹脂管１，２を円筒
体３へ挿入して樹脂管１、２を対向させる。そうするこ
とで樹脂管１，２中に均等な長さで円筒体３が差し渡さ
れる。続いて、図２示すように、半割式円環状の加熱ヒ
ータ４を樹脂管１、２にわたって当接させる。そしてあ
らかじめ決められた所定時間の間、加熱ヒータ４の内径
を縮めながら樹脂管１、２を管軸方向に押圧する。

【００１７】本実施例におけるポリブテン樹脂の場合は
加熱ヒータ４の加熱温度は２６０℃とした。この溶融樹
脂は樹脂管１、２の管端間の空間部、円筒体３の溝３ｃ
や凹凸部３ｄを充填する。所定時間経過後、加熱ヒータ
４を外して溶融した樹脂を冷却固化させる。以上の作業
により、図４に示すように樹脂管１、２は融着により、
強固に接合することができる。

【００１８】図６及び図７は第二の実施例を示すもので
ある。図６は本発明に係わる樹脂管の接合方法における
樹脂管と円筒体を組み付けた状態を示す断面図であり、
図７は樹脂管と円筒体を接合した状態を示す断面図であ
る。本実施例において、円筒体５の突条５ｂの形状が前
記の実施例に対してやや幅広にした点で相違するもので
ある。そうすることで樹脂管１、２の管端部同士は融着
せず、円筒体５の溝５ｃや凹凸部５ｄに樹脂管１、２の
内周面が食い込んで接合される。他の事項は前記の実施
例と同じであるから説明を省略する。

【００１９】図８及び図９は第三の実施例を示すもので
ある。図８は樹脂管と金属管とを組み付けた状態を示す
断面図であり、図９は組み付けた樹脂管と金属管を接合
した状態を示す断面図である。図中６は金属管で、その
端部に円筒体部７が金属管６と一体的に形成してあり、
更に円筒体部７には円筒部７ａ、溝７ｃ、凹凸部７ｄが
形成してある。そして樹脂管２と金属管６との組み付け
法及び加熱法は前記した各実施例と同じであるから説明
を省略する。又６を金属管としたが、これを硬質樹脂管
に替えることもできる。又この組み付け部の反対側端部
に、配管との接続手段、例えば管用ねじを設けた金属又
は硬質樹脂製の管継手とすることもできる。

【００２０】図１０は第四の実施例を示す断面図であ
る。円筒体８に前記した各実施例にて説明した凹凸部に
替えて食い込みリング９を装着したものである。その作
用は前記した凹凸部と同じである。前記の食い込みリン
グ９以外のものは前記した第三の実施例除いた各実施例
と同じであるから説明を省略する。

【００２１】又前記の第三の実施例を除いた各実施例中
において、円筒体３、５、８の軟化温度が樹脂管１、２
の軟化温度より高いことが好ましいとしてるが、これに
限られるものではなく、円筒体３、５、８と樹脂管１、
２とをほぼ同じ溶融温度の樹脂で形成しても本発明の接
合方法を実施するに差し支えはない。

【００２２】

【発明の効果】本発明の樹脂管の接合方法および接合構
造は上記構成としたから、接合する樹脂管を軸方向に進
退させる必要がなく、従って樹脂管の接合作業の作業効
率が良くなると共に、接合作業の半自動化を計る事がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる樹脂管の接合方法における接合
前の樹脂管と円筒体を組み付けた状態を示す断面図であ
る。

【図２】組み付けた樹脂管と円筒体に加熱ヒータをセッ
トした状態を示す断面図である。

【図３】加熱ヒータを樹脂管に押し付けた状態を示す断
面図である。

【図４】樹脂管と円筒体を接合した状態を示す断面図で
ある。

【図５】加熱ヒータの断面図である。

【図６】第二の実施例の樹脂管の接合方法における樹脂
管と円筒体を組み付けた状態を示す断面図である。

【図７】第二の実施例の樹脂管と円筒体を接合した状態
を示す断面図である。

【図８】第三の実施例の樹脂管と金属管とを組み付けた
状態を示す断面図である。

【図９】第三の実施例の樹脂管と金属管を接合した状態
を示す断面図である。

【図１０】第四の実施例の円筒体を示す断面図である。

【図１１】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 接続する一方の樹脂管、２ 接続する他方の樹脂
管、３ 円筒体、３ｂ 突条、３ｃ 溝、３ｄ 凹凸
部、４加熱ヒータ、５ 円筒体、５ｂ 突条、５ｃ
溝、５ｄ 凹凸部、６ 金属管、７ 円筒体部、７ｃ
溝、７ｄ 凹凸部、８ 円筒体、９ 食い込みリング

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂管を加熱して接合する樹脂管の接合
   方法であって、樹脂管の管端部内周面に凹凸を有する／
   又は先拡がりの円筒体を挿入し、樹脂管の円筒体挿入部
   の外周面を加熱し、樹脂管の内周面を円筒体に密着させ
   て接合することを特徴とする樹脂管の接合方法。
2. 【請求項２】 樹脂管を加熱して接合する樹脂管の接合
   方法であって、対向する２つの樹脂管の管端部内に２つ
   の樹脂管にわたる円筒体を挿入し、前記樹脂管同士の管
   端を突き合わせ／近接させた後に、前記突き合わせ／近
   接させた樹脂管の管端部及びその近傍を前記樹脂管の外
   周面から加熱し、２つの樹脂管の管端部同士が融着／又
   は各々の樹脂管が円筒体と密着して接合することを特徴
   とする樹脂管の接合方法。
3. 【請求項３】 円筒体は樹脂管の内径とほぼ等しい外径
   を有し、前記円筒体の軸方向ほぼ中央部の外周面に突条
   又は突起を有すると共に、前記突条又は突起の両側の外
   周面に凹凸部を有することを特徴とする請求項１又は２
   に記載の樹脂管の接合方法。
4. 【請求項４】 円筒体は樹脂管の内径とほぼ等しい外径
   を有し、前記円筒体の軸方向ほぼ中央部の外周面に突条
   または突起を有すると共に、前記突条または突起は樹脂
   管の端部で係止することを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかに記載の樹脂管の接合方法。
5. 【請求項５】 円筒体は接合する樹脂管よりも軟化温度
   の高い材料で設けたことを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかに記載の樹脂管の接合方法。
6. 【請求項６】 円筒体は接合する樹脂管とほぼ同じ溶融
   温度の樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のい
   ずれかに記載の樹脂管の接合方法。
7. 【請求項７】 対向させた２つの樹脂管の管端を突き合
   わせ／近接させた後に、突き合わせ／近接させた樹脂管
   の管端部の外周面に加熱ヒータを当接させてその近傍を
   外周面から中心部に向かって加熱溶融すると共に、加熱
   ヒータを中心部に向かって締め付けることを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれかに記載の樹脂管の接合方法。
8. 【請求項８】 加熱ヒータの加熱時間はあらかじめ決め
   られた基準時間に対し、外気温度により補正した時間で
   あることを特徴とする請求項７記載の樹脂管の接合方
   法。
9. 【請求項９】 樹脂管を加熱して接合した接合構造であ
   って、樹脂管の管端部内周面に凹凸を有する／又は先拡
   がりの円筒体を備え、円筒体挿入部の外周面から加熱さ
   れて、前記樹脂管の外径より縮径して接合されたことを
   特徴とする樹脂管の接合構造。
10. 【請求項１０】 樹脂管を加熱して接合した接合構造で
    あって、対向する２つの樹脂管と、前記樹脂管の内径と
    ほぼ等しい外径を有し、その軸方向ほぼ中央部の外周面
    に突条又は突起を有する円筒体を備え、前記各々の樹脂
    管の管端が前記円筒体の突条又は突起を挟んで２つの樹
    脂管の管端部同士が融着／又は各々の樹脂管と円筒体が
    密着して接合され、接合部の外径が前記樹脂管の外径よ
    り小さいことを特徴とする樹脂管の接合構造。
11. 【請求項１１】 円筒体の軸方向ほぼ中央部の外周面に
    突条または突起を有すると共に、前記突条または突起の
    両側の円周面に設けた凹凸部に樹脂が入り込み固化した
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の樹脂管の接合
    構造。