JP2001179835A

JP2001179835A - 樹脂管・継手の接合品の良否判定方法、良否判定装置及び樹脂管・継手の接合品の製造装置

Info

Publication number: JP2001179835A
Application number: JP37123999A
Authority: JP
Inventors: Takashi Oguchi; 貴士小口; Ryosuke Ito; 良輔伊藤; Koji Harada; 浩次原田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-03
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP4376393B2

Abstract

(57)【要約】【課題】【解決手段】樹脂製継手(3) の内部に設けられた接合
部に、樹脂製配管材(2)の接合対象部を挿入した状態
で、接合部と接合対象部との接合面を、例えば回転によ
り、摩擦することによって接合部に接合対象部を接合す
る際の良否判定方法であって、接合面の樹脂分子が一定
量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦による熱
量が一定量蓄熱したことの２要件を満たしたか否か、例
えば、回転中のトルクの初期ピーク及び時間積分値の計
測により判定すること、により樹脂管・継手の接合品の
良否を判定する方法、及び、樹脂製継手を回転させた際
の、トルクの初期ピークを検出する機構及びトルクの時
間積分値を計測する機構(4) 及び(35)を備えた良否判定
装置、並びに樹脂管・継手の接合品の製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂管と継手とを
摩擦溶融接合させて樹脂管・継手の接合品を得る際の接
合品の良否判定方法、良否判定装置及び樹脂管・継手の
接合品の製造装置に関し、特に、ガス用、上水道用、給
水給湯用、温泉用、スプリンクラー用等の耐震・耐熱・
耐圧・耐腐食配管に用いる樹脂管・継手の接合品の良否
判定方法等に関する。

【０００２】

【従来の技術】摩擦接合は他の熱融着の手段に比べ、継
手に発熱体等を必要としないために継手を低コストにす
ることが可能で、また昇温・冷却時間が非常に短縮でき
るので施工性に優れた接合手段である。その接合品の接
合の良否を判定する方法としては、例えば、特公昭６３
−５０１１６号公報には、接合部を相互に摩擦溶融した
後、摩擦運動停止時の最大停止加速度と接合強度との関
係を決定し、この関係から必要とする接合強度に対応し
た基準値を予め定めておき、摩擦接合に際して、摩擦運
動の停止時の加速度を測定し、予め設定した基準値以下
になっている場合に、接合不良と判定する方法が提案さ
れている。又、特公昭６３−５０１８１号公報には、接
合部における摩擦運動の制動開始後の摩擦力を測定し、
予め設定した基準値以下になっている場合に、接合が良
好と判定する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者等の
知見によれば、摩擦運動の停止の際の加速度は、現実的
には、装置の回転部の回転抵抗（トルク）や制動能力に
依存するところが大きいものであるので、上記特公昭６
３−５０１１６号公報記載の方法では接合の良否を高い
精度で判定することは困難であった。また特公昭６３−
５０１８１号公報では、特公昭６３−５０１１６号公報
とは逆に回転抵抗が異常に高い不良品は検出できるが、
接合部材端面の斜め当たりによる接触面積の減少や、加
圧治具のトラブルによる面圧低下などに起因する回転抵
抗の異常低下については検出することができず、これに
ついては加圧力の出力チェックを併せて行わなければ十
分とは言えないという問題点があった。

【０００４】本発明は、上記従来の摩擦接合の良否判定
方法の問題点等に鑑み、非破壊で容易にしかも高い精度
で、接合品の良否を判定することのできる樹脂管・継手
の接合品の良否判定方法、及びこの判定方法に用いる良
否判定装置、並びに樹脂管・継手の接合品の製造装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、樹脂製継手の内部に設けら
れた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状
態で、接合部と接合対象部との接合面を摩擦することに
よって接合部に接合対象部を接合する際の良否判定方法
であって、接合面の樹脂分子が一定量切断されたこと、
及び、継手と配管材に摩擦による熱量が一定量蓄熱した
ことの２要件を満たしたか否かにより接合品の良否を判
定する樹脂管・継手の接合品の良否判定方法を提供す
る。

【０００６】又、請求項２記載の発明は、摩擦の手段が
回転であり、回転中のトルクの初期ピーク及び回転中の
トルクの時間積分値の計測により上記２要件を満たした
か否かを判定する、請求項１記載の樹脂管・継手の接合
品の良否判定方法を提供する。又、請求項３記載の発明
は、樹脂製継手の内部に設けられた接合部に、樹脂製配
管材の接合対象部を挿入した状態で、接合部と接合対象
部との接合面を回転摩擦することによって接合部に接合
対象部を接合する際の良否判定装置であって、樹脂製継
手を回転させた際の、トルクの初期ピークを検出する機
構、及びトルクの時間積分値を計測する機構を備えた樹
脂管・継手の接合品の良否判定装置を提供する。

【０００７】又、請求項４記載の発明は、樹脂製継手の
内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部
を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回
転摩擦することによって接合部に接合対象部が接合され
た接合品を製造する装置であって、前記接合部に、樹脂
製配管材の接合対象部を挿入するための押し込み機構、
管を固定するためのクランプ機構、継手を回転させるた
めの回転力付与機構、及び、樹脂製継手を回転させた際
の、トルクの初期ピークを検出する機構、及びトルクの
時間積分値を計測する機構を備えた樹脂管・継手の接合
品の製造装置を提供する。

【０００８】又、請求項５記載の発明は、樹脂製継手の
内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部
を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回
転摩擦することによって接合部に接合対象部を接合する
際の良否判定方法であって、継手外面から接合面に向け
て設けた非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流
出量により接合品の良否を判定する樹脂管・継手の接合
品の良否判定方法を提供する。

【０００９】又、請求項６記載の発明は、樹脂製継手の
内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部
を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回
転摩擦することによって接合部に接合対象部を接合する
際の良否判定装置であって、継手外面から接合面に向け
て設けた非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流
出量を計測する機構を備えた樹脂管・継手の接合品の良
否判定装置を提供する。

【００１０】又、請求項７記載の発明は、樹脂製継手の
内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部
を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回
転摩擦することによって接合部に接合対象部が接合され
た接合品を製造する装置であって、前記接合部に、樹脂
製配管材の接合対象部を挿入するための押し込み機構、
管を固定するためのクランプ機構、継手を回転させるた
めの回転力付与機構、及び、継手外面から接合面に向け
て設けた非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流
出量を計測する機構を備えたことを特徴とする樹脂管・
継手の接合品の製造装置を提供する。以下、本発明を更
に詳細に説明する。

【００１１】本発明の樹脂管・継手の接合品の良否判定
方法は、上述の接合面の樹脂分子が一定量切断されたこ
と、及び、継手と配管材に摩擦による熱量が一定量蓄熱
したことの２要件を満たしたか否かにより接合品の良否
を判定するものであり、請求項２記載の方法において
は、摩擦の手段が回転である場合に、回転中のトルクの
初期ピーク及び回転中のトルクの時間積分値の計測によ
り上記２要件を満たしたか否かを判定する接合品の良否
判定方法である。

【００１２】本発明において樹脂製継手とは、一般的に
は、熱可塑性樹脂よりなるソケット類の継手もしくは一
方の端が拡径されている非挿入側の熱可塑性樹脂製配管
材である。接合対象部とは、特に限定されないが、例え
ば、エルボ、チーズ、レジューサー、インクリーザー、
ヘッダー等を含む継ぎ手等、挿入側の配管材の差口部
や、接合部に差し込まれて摩擦接合される直管等の管端
部などが挙げられる。接合部とは摩擦接合後に接合対象
部外面と継手内面とが当接する部分をいう。

【００１３】摩擦接合方法としては、特に限定されない
が、例えば、継手軸を中心にして継手を回転させる方法
や、継手軸方向の振動、もしくは継手軸方向を中心とし
た正転、逆転方向の振動、またそれらの組み合わせ方向
へ振動させる方法が挙げられる。

【００１４】配管材の接合対象部および継手を形成する
樹脂としては、熱可塑性樹脂が好適であり、例えば中密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニ
ル、架橋ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド等が
挙げられるが、特にポリエチレンが好適であり、中でも
架橋ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンなど、結晶
融解温度を超えても流動性がないか、又は低い樹脂が好
適である。

【００１５】架橋樹脂である場合、その架橋の手段は勿
論問われず、水架橋、電子線架橋、パーオキサイド等の
架橋剤による架橋などの方法が挙げられる。継手の製造
方法は、特に限定されないが、形状面で問題がなけれ
ば、成形コストの面から射出成形が好ましい。

【００１６】配管材の製造方法は、特に限定されない
が、エルボ、チーズ、レジューサー、インクリーザー、
ヘッダー等については形状面で問題がなければ、成形コ
ストの面から射出成形が好ましく、また、直管等の長尺
物の場合は、押出成形が好ましいと考えられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
必要により図面を参照しつつ、説明する。本発明におい
て、良否判定をする、樹脂管・継手の接合品の接合の形
態としては、図１３に示すように、継手（もしくは一方
の端が拡径している管）Ｓの内部に設けられた接合部
に、管（あるいは継手）Ｐの接合対象部である端部を挿
入した形態の接合、図１４に示すように、ソケット状の
継手Ｓの両側に管Ｐを挿入した形態の接合、図１５に示
すように、継手Ｓの一端に管Ｐを他端にエルボＥを挿入
した形態の接合、図１６に示すように、継手Ｓの一端に
管Ｐを他端にチーズＴｓの一つの口を挿入した形態の接
合、図１７に示すように、継手Ｓの一端に管Ｐを、他端
にレジューサＲの小径側を挿入するとともに、レジュー
サＲの大径側を大径の継手Ｓ₂の一端に挿入し、大径の
継手Ｓ₂の他端に大径の管Ｐ₂を挿入した形態の接合等
が挙げられる。

【００１８】請求項３記載の樹脂管・継手の接合品の良
否判定装置は、請求項２記載の樹脂管・継手の接合品の
良否判定方法の実施に直接使用する装置であって、樹脂
製継手を回転させた際の、トルクの初期ピークを検出す
る機構、及びトルクの時間積分値を計測する機構を備え
ることを要する。

【００１９】図３は、請求項３記載の樹脂管・継手の接
合品の良否判定装置を組み込んだ、請求項４記載の樹脂
管・継手の接合品の製造装置の一形態を表わす正面図で
ある。例えば、継手を回転させるモーター１４に接続さ
れたトルク計４と、このトルク計４に接続されたコント
ローラー３５とによって、トルクの初期ピークを検出す
る機構、及びトルクの時間積分値を計測する機構が構成
されている。

【００２０】この樹脂管・継手の接合品の製造装置１
は、管２、２をそれぞれ把持し、リンク１６，１６で接
続された２つのクランプ１１ａ，１１ｂと、ソケットタ
イプの継手３を把持した状態で回転自在な継手回転治具
１２と、タイミングベルト１３を介して継手回転治具１
２を回転させるモータ１４と、一方のクランプ１１ａに
接続され、このクランプ１１ａを継手回転治具１２の方
向へ進退させるとともに、リンク１６，１６を介してク
ランプ１１ｂも継手回転治具１２の方向へ進退させるよ
うになっているエアーシリンダ１５とを備えており、こ
れらは、請求項４における、接合対象部を挿入するため
の押し込み機構、管を固定するためのクランプ機構、継
手を回転させるための回転力付与機構を構成している。

【００２１】更に、製造装置１は、上記トルク初期ピー
クの検出機構及びトルクの時間積分値の計測機構を構成
する、トルク計４及びコントローラー３５を備えてい
る。コンピューターを内蔵したコントローラー３５は、
トルク計４からの出力を読み込んで、時間積分値を演算
・計測し、一体化された表示器に初期ピークと共に計測
結果を表示するように、設定されている。尚、タイミン
グベルト１３は、モータ１４の回転を継手に伝える伝達
機構ということができ、通常、継手を回転させるための
回転力付与機構の一部を構成するものである。

【００２２】そして、この装置１を用いるには、まず、
継手３を継手回転治具１２に把持させるとともに、クラ
ンプ１１ａ，１１ｂにそれぞれ、管２を把持させる。つ
ぎに、エアーシリンダ１５を作動させてクランプ１１
ａ，１１ｂを継手回転治具１２方向に移動させて、継手
３の内側に、両側から管２，２を挿入し始めて継手中央
突出部に接するまで挿入する。その後、モータ１４を駆
動させて継手回転治具１２とともに、継手３を回転さ
せ、その間、管２に継手３への挿入方向（管軸に平行）
の力を加えて、管２が抜け出るのを保持する。

【００２３】この際、回転中のトルクの初期ピーク及び
回転中のトルクの時間積分値の計測により、接合面の樹
脂が一定量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦
による熱量が一定量蓄熱したことの２要件を満たしたか
否かにより接合品の良否を判定するのである。具体的に
は、図２の如きトルクの初期ピーク２０において、上限
と下限の基準値を設定し、監視することにより、樹脂分
子の切断が一定量なされたか否かを判定し、図２のトル
クの時間積分値についても、基準値の範囲内か否かによ
り、蓄熱量の適否を判定する。

【００２４】上記トルク初期ピークの検出機構及びトル
クの時間積分値の計測機構は、図４に示すように、配管
材２に治具１２が取り付けられ、ロードセル２１等の測
定器により回転の抵抗力を測定し、トルクに換算して検
出する装置と、このトルクの値を読み込んで、時間積分
値を演算・計測し表示する上述の様なコントローラーと
からなるものであってもよく、また、上記ロードセル２
１と、上記コントローラーの代わりに設けられた、トル
クの値を増幅するアンプとコンピューターと計測結果の
表示器とが各々別体になされた装置とを組み合わせたも
のであってもよい。また、図３におけるモーター１４の
消費電流よりトルクに換算する方法を採用することも可
能である。

【００２５】測定したトルクを部分的に監視しても良い
し、連続的に監視しても構わない。またトルクを表示す
る装置や記録する装置が備わっていても構わない。さら
に初期のピークが検出されなかったり、予め定められた
時間内に所定熱量に到達しなかった場合に、異常を知ら
せる装置が備わっていても構わない。

【００２６】樹脂管・継手の接合品の良否の判定は、請
求項１記載の樹脂分子の切断と蓄熱量による方法の他、
請求項５記載の如く、継手外面から接合面に向けて設け
た非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流出量に
よって行うことも可能である。

【００２７】図５に示すように、非貫通の孔深さを接合
に必要な熱量を蓄える層について、予め調べておき、こ
の層に面する付近まで孔２２を穿設しておくのである。
孔２２は接合箇所につき１つ以上は設ける。孔を完全に
埋める必要はなく、孔に樹脂が流出してきたことが分か
れば良いので、例えば図６のように孔２２の内部に樹脂
製の突起２３を設けておき、軟化溶融樹脂の流出により
孔から突起２３が隆起してきたことによって検出する方
法が挙げられる。

【００２８】また、孔の深さを検知する接触・非接触の
位置センサーによって検出する方法、孔に圧力センサー
を差し込み流れ出てきた樹脂圧で検出する方法、カメラ
を取り付けてモニターし、流出してきたことを視覚もし
くは画像解析により検出する方法などが挙げられる。

【００２９】図１０は、継手に設置した非貫通孔に流れ
込んでくる樹脂量を圧力計にて計測する機構を備えた装
置を組み込んだ樹脂管・継手の接合品の製造装置であ
り、（ａ）はその正面図、（ｂ）要部拡大断面図であ
る。図１０（ｂ）において、３６は圧力計、３７はスリ
ップリング、１２’は回転治具であり、スリップリング
３７には電極を通じて信号が送られる構造とした。

【００３０】例えば、本発明において好ましく用いられ
る範囲のポリエチレンの場合は、検出圧力は通常０．０
５〜０．５Ｍｐａ、好ましくは０．１〜０．３Ｍｐａ程
度とされる。０．０５Ｍｐａ未満では、樹脂の溶融が不
十分で、０．５Ｍｐａを越えると溶融過多と判断される
からである。計測した樹脂の流出量で接合の良否を判断
する場合には、上記圧力範囲となる様に、孔の径と流出
して孔を埋める高さの設計を行う。

【００３１】（作用）継手内に管を挿入して摩擦融着す
るには、接合部は溶融した状態で面圧を有していなけれ
ばならない。そのためのプロセスとしては、継手内に管
を挿入した後に摩擦するのが好適である。それは、摩擦
を生じているために振動もしくは回転している継手に管
を挿入する場合には、管が継手内面接合部の樹脂を摩耗
し、かき出してしまうために、摩擦停止後、接合部で樹
脂圧が低くなり、冷却後にいわゆるヒケ等の原因になる
からである。

【００３２】ここで、挿入した後、摩耗する場合でも接
合面では摩耗現象が生じる。この摩耗を経た後、面圧が
適正になりつつ樹脂の温度が上昇し、溶融する。この摩
耗とは、ミクロ的な視点ではすなわち高分子である樹脂
分子の切断を意味する。分子切断された樹脂は溶融する
と流動性が高くなり、接合面を全面接触させる働きをす
る。ポリエチレン等、結晶融解温度以上に熱した際に流
動性を持つ樹脂なら、これに加えて分子が拡散し相互に
１分子以上絡み合うために必要な熱量を加えることで強
固な接合が行われる。

【００３３】この接合は、図１に示すように管・継手の
肉厚方向に伝熱により結晶融解温度（融点）以上に熱せ
られた層３０に蓄えられた熱量によって行われる。つま
り、摩擦接合において強固な接合品を得るための要件は
分子の切断と蓄熱である。そしてさらに、通常、融着不
可能もしくは難しいとされている、架橋樹脂や超高分子
量ポリエチレンについて、この分子切断が非常に重要な
要件となり、摩擦接合によって融着可能になるのであ
る。つまり、これらの樹脂が融着できないのは融点以上
に熱しても分子が拡散しにくいために絡み合いが生じな
いからである。

【００３４】しかし、摩擦接合により生じる分子切断の
量を一定量に制御することで切断された分子が拡散して
相互に絡み合いを生じ、強固な接合品を得ることができ
るようになる。

【００３５】さて分子切断と蓄熱については、検討によ
りトルクにより検出できることが分かった。図２は回転
中のトルク変動の一例である。回転数が上昇するに従
い、回転抵抗（トルク）は急上昇する。しかし、分子切
断を経て、温度上昇により結晶が融解するとトルクは一
旦減少する。そして接触面積の増加によりトルクは徐々
に増加するが全面接触してしまうと、接合面全域の温度
上昇および溶融層の増加によりトルクは徐々に減少して
行く。架橋樹脂や超高分子量ポリエチレンのような結晶
融解温度を超えてもゲル状で流動性を示さないものにつ
いては初期のピーク部分が特に重要となる。

【００３６】これは摩擦によって分子が切断され温度上
昇によって流動性を示すようになったのでトルクが低下
したことを示している。このようなピークが存在するこ
との確認が１つの要件となる。さらにこのピークに上限
と下限の基準値を設定し、監視することによって、接合
面の不具合や装置の不具合で、接合部における樹脂圧
が、冷却後のヒケ等につながらない程度に上昇しておら
ず、トルクが異常に低い場合や温度の上昇が不十分でト
ルクが異常に高い場合を検出することが可能になる。

【００３７】一旦分子切断・流動性が生じれば、分子が
絡み合うに必要な熱量の確認をすれば良く、これを検出
するのがトルク曲線の時間積分値である。トルクの時間
積分値すなわち図２における面積が入力したエネルギー
を表しており、すなわちこれが熱量に相当するので、こ
の２つを検出することにより接合条件良否のが判定でき
る。さらに、回転終了に向けて溶融層の増加に伴いトル
クが減少して行くが、この時基準値を設けておき、この
基準値にトルクが低下すれば所定の熱量が蓄えられたと
いう判定を行うことも可能である。

【００３８】樹脂管・継手の接合品の良否の判定は、請
求項１記載の樹脂分子の切断と蓄熱量による方法の他、
請求項５記載の如く、継手外面から接合面に向けて設け
た非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流出量に
よって行うことも可能であり、図５に示す如く、非貫通
の孔２２の深さを接合に必要な熱量を蓄える層３０につ
いて、予め調べておき、この層に面する付近までに設定
しておく。この層３０は接合時に樹脂の融点以上に熱せ
られている部分である。接合部には当初から有する面圧
に加え、熱膨張による圧力が加わり、分子が切断されて
流動性を有する樹脂層３１が、圧力の低い箇所へ流れ込
もうとする現象が生じている。

【００３９】溶融層の拡大により孔２２から接合面まで
の樹脂が軟化することで、流動性を有する樹脂がこの孔
の中へ流れ込むのである。つまりこの孔から樹脂が流出
したことを検出することにより、請求項１における樹脂
分子の一定量の切断と蓄熱とを同時に検出している、と
いうこともできるのである。特に、架橋樹脂や超高分子
量ポリエチレンなど、溶融状態でもゲル状で流動現象が
生じない樹脂については、従来は流れる筈のない樹脂が
流出してくることが現象として直接観察できる点で、請
求項５記載の判定方法を適用すると好適である。

【００４０】

【実施例】以下に、本発明の実施例をその比較例と対比
させつつ具体的に説明する。（実施例１）熱可塑性架橋樹脂管である架橋ポリエチレ
ンパイプ（積水化学社製、エスロペックス１３A ：外径
１７ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３０ｃｍ）と、各部寸法が
図７に示す継手（架橋ポリエチレン製）とを、図３に示
した、良否判定装置を組み込んだ樹脂管・継手の接合品
の製造装置にセットし、継手内に、管を両側から１．５
ＭＰａの圧力で挿入後、継手を回転速度０．４５ｍ／ｓ
で３秒間回転させ、続いて０．８９ｍ／ｓでトルク積分
値が３６Ｎ・ｍを超えたところで停止する設定で回転さ
せた。回転中の管には管軸方向に０．４ＭＰａの挿入力
を与えた。

【００４１】トルク計測は装置に備えたトルク計にて行
った。ただし、接合前に継手・管は用いず、継手回転治
具のみをセットした状態での装置による損失を測定して
おき、管・継手をセットして実際に接合した際のトルク
から、この損失を減じた値を用いた。装置には初期ピー
クが３Ｎ・ｍ前後で存在することを認識できるようにプ
ログラムされており、３Ｎ・ｍまで初期にトルクが到達
しない場合や３Ｎ・ｍを超えてもトルクが低下しない、
つまりピークがない場合に異常を知らせる機構を備えて
いる。また１４秒回転した時点で積分値が３６Ｎ・ｍに
到達していなくても停止するプログラムとなっており、
この場合にも異常を知らせる機構を備えている。回転開
始後１０秒後に３６Ｎ・ｍに到達し正常に接合が終了し
た。トルクの実測値を図８に示した。十分に冷却した
後、装置から接合品を取り外し、熱間内圧試験(JIS K 6
787)したところ、内圧１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/c
m²）で２００時間後、管から破壊した。

【００４２】（実施例２）実施例１と同様の管を使用
し、接合条件も実施例１と同様とした。継手は図９に示
したもの、装置は図１０に示したものを使用した。継手
に設置した非貫通孔に樹脂が流れ込んできたことを圧力
計にて計測する機構を回転部に備え、電極を通じて信号
が送られる構造とした。又、圧力を検知した時点で回転
が停止する機構とした。また14秒回転した時点で圧力を
検知していなくても停止するプログラムとなっており、
この場合は異常を知らせる機構を採用した。回転開始後
10秒後に圧力を検知し、正常に接合が終了した。接合品
について熱間内圧試験(JIS K 6787)したところ、内圧
１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）で２００時間後、管
から破壊した。

【００４３】（比較例１）実施例１で用いた継手・装置
を用いた。管は外径16.5mmと規格を外れたものを使用し
て実施例１と同じ条件で接合したところ、初期で3N.mま
でトルクが上昇しなかったために、異常を検出した。ト
ルクの実測値を図１１に示す。接合品を熱間内圧試験(J
IS K 6787)したところ、１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/c
m²）に昇圧中に接合部から漏れが生じた。

【００４４】（比較例２）実施例１で用いた管・継手・
装置を用いた。継手内に、管を両側から1.5MPaの圧力で
挿入後、継手を回転速度0.45m/s で３秒間回転させ、続
いて0.89m/s ではなく0.45m/s でそのまま回転させた。
14秒回転した時点で積分値が36N.m に到達せずに異常が
検出された。実測トルクを図１２に示す。接合品を熱間
内圧試験(JIS K 6787)したところ、１．３２Ｍｐａ（１
３．５kg/cm²）に昇圧中に接合部から漏れが生じた。

【００４５】（比較例３）実施例２で用いた継手・装置
を用いた。管は外径16.5mmと規格を外れたものを使用し
て実施例１と同じ条件で接合したが、14秒後も圧力を検
知せず、異常終了した。接合品を熱間内圧試験(JIS K 6
787)したところ、１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）に
昇圧中に接合部から漏れが生じた。

【００４６】

【発明の効果】本発明に係る樹脂管・継手の接合品の良
否判定方法、良否判定装置及び樹脂管・継手の接合品の
製造装置は、以上のように構成されているので、高圧・
高温状態でも優れた接合強度を有する接合品を提供でき
る。従って、例えばガス用、上水道用、給水給湯用、ス
プリンクラー用等の耐震・耐熱・耐圧が要求される配管
や、温泉用等の耐熱・耐腐食が要求される配管の接合に
好適に適用できる。具体的には、本発明に係る樹脂管・
継手の接合品の良否判定方法は、接合面の樹脂分子が一
定量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦による
熱量が一定量蓄熱したことの２要件を満たしたか否かに
より接合品の良否を判定するので、強度を発現するに必
要な分子の絡み合いの不具合を検出することとなり、従
来よりも容易な、かつ精度の高い良否判定が可能であ
る。請求項２記載の如く、摩擦の手段が回転であり、回
転中のトルクの初期ピーク及び回転中のトルクの時間積
分値の計測により請求項２記載の２要件を満たしたか否
かを判定する接合品の良否判定方法においては、請求項
３記載の、トルクの初期ピークを検出する機構、及びト
ルクの時間積分値を計測する機構を備えた良否判定装置
により、容易でかつ精度の高い良否判定をなし得る。請
求項４記載の樹脂管・継手の接合品の製造装置は、樹脂
製配管材の接合対象部を挿入するための押し込み機構、
管を固定するためのクランプ機構、及び継手を回転させ
るための回転力付与機構を備えると共に、請求項３記載
の良否判定装置が組み込まれているので、容易に、樹脂
管・継手の接合品の良品を製造し得る。また、請求項５
記載の樹脂管・継手の接合品の良否判定方法は、継手外
面から接合面に向けて設けた非貫通の孔に、接合中に流
出してきた樹脂の流出量により接合品の良否を判定する
ので、従来よりも容易な、かつ精度の高い良否判定が可
能である。請求項６記載の樹脂管・継手の接合品の良否
判定装置は、継手外面から接合面に向けて設けた非貫通
の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流出量を計測する
機構を備えてなるので、容易でかつ精度の高い良否判定
をなし得る。請求項７記載の樹脂管・継手の接合品の製
造装置は、樹脂製配管材の接合対象部を挿入するための
押し込み機構、管を固定するためのクランプ機構、及び
継手を回転させるための回転力付与機構を備えると共
に、請求項６記載の良否判定装置が組み込まれているの
で、容易に、樹脂管・継手の接合品の良品を製造し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂管・継手の接合品の良否判定
方法に供される接合部の模式的断面図である。

【図２】本発明に係る良否判定方法に用いられる回転中
の時間によるトルク変化（時間積分値）の一例である。

【図３】本発明に係る樹脂管・継手の接合品の良否判定
方法に用いて好適な判定装置を組み込んだ、本発明に係
る樹脂管・継手の接合品の製造装置の１例を表わす正面
図である。

【図４】図３とは異なる、トルクを検出する装置の説明
図であり、（ａ）は要部の正面図、（ｂ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ線断面矢視図である。

【図５】請求項５記載の樹脂管・継手の接合品の良否判
定方法を説明するための図であり、（ａ）は外面から接
合面に向けて非貫通の孔が設けられた継手に両側から管
を挿入して接合した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）
において楕円で囲んだ部分の拡大図である。

【図６】継手の非貫通の孔に設けた突起を示す断面図で
ある。

【図７】実施例１に用いた継手の寸法図である。

【図８】実施例１におけるトルク実測図である。

【図９】実施例２に用いた継手の寸法図である。

【図１０】請求項５記載の樹脂管・継手の接合品の良否
判定方法に用いて好適な判定装置を組み込んだ、請求項
７記載の樹脂管・継手の接合品の製造装置の１例を表わ
す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）における
要部の拡大断面図である。

【図１１】比較例１におけるトルク実測図である。

【図１２】比較例２におけるトルク実測図である。

【図１３】配管材の接合状態の１例を表わす断面図であ
る。

【図１４】配管材の接合状態の他の１例を表わす断面図
である。

【図１５】配管材の接合状態の更に他の１例を表わす断
面図である。

【図１６】配管材の接合状態の更に他の１例を表わす断
面図である。

【図１７】配管材の接合状態の更に他の１例を表わす断
面図である。

【符号の説明】

１：樹脂管・継手の接合品の良否判定装置を組み込ん
だ、樹脂管・継手の接合品の製造装置２：管３：継手４：トルク計１１ａ：クランプ１１ｂ：クランプ１４：モーター１５：エアーシリンダ２０：トルクの初期ピーク２１：継手の非貫通孔３５：コントローラー３６：圧力計３７：スリップリング

フロントページの続きＦターム(参考） 4F211 AD05 AD12 AG08 AH11 AP04 AP13 TA01 TC11 TJ22 TJ26 TN20 TW39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂製継手の内部に設けられた接合部
に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合
部と接合対象部との接合面を摩擦することによって接合
部に接合対象部を接合する際の良否判定方法であって、
接合面の樹脂分子が一定量切断されたこと、及び、継手
と配管材に摩擦による熱量が一定量蓄熱したことの２要
件を満たしたか否かにより接合品の良否を判定すること
を特徴とする、樹脂管・継手の接合品の良否判定方法。
【請求項２】摩擦の手段が回転であり、回転中のトル
クの初期ピーク及び回転中のトルクの時間積分値の計測
により上記２要件を満たしたか否かを判定することを特
徴とする、請求項１記載の樹脂管・継手の接合品の良否
判定方法。
【請求項３】樹脂製継手の内部に設けられた接合部
に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合
部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって
接合部に接合対象部を接合する際の良否判定装置であっ
て、樹脂製継手を回転させた際の、トルクの初期ピーク
を検出する機構、及びトルクの時間積分値を計測する機
構を備えたことを特徴とする樹脂管・継手の接合品の良
否判定装置。
【請求項４】樹脂製継手の内部に設けられた接合部
に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合
部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって
接合部に接合対象部が接合された接合品を製造する装置
であって、前記接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を
挿入するための押し込み機構、管を固定するためのクラ
ンプ機構、継手を回転させるための回転力付与機構、及
び、樹脂製継手を回転させた際の、トルクの初期ピーク
を検出する機構、及びトルクの時間積分値を計測する機
構を備えたことを特徴とする、樹脂管・継手の接合品の
製造装置。
【請求項５】樹脂製継手の内部に設けられた接合部
に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合
部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって
接合部に接合対象部を接合する際の良否判定方法であっ
て、継手外面から接合面に向けて設けた非貫通の孔に、
接合中に流出してきた樹脂の流出量により接合品の良否
を判定することを特徴とする、樹脂管・継手の接合品の
良否判定方法。
【請求項６】樹脂製継手の内部に設けられた接合部
に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合
部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって
接合部に接合対象部を接合する際の良否判定装置であっ
て、継手外面から接合面に向けて設けた非貫通の孔に、
接合中に流出してきた樹脂の流出量を計測する機構を備
えたことを特徴とする樹脂管・継手の接合品の良否判定
装置。
【請求項７】樹脂製継手の内部に設けられた接合部
に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合
部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって
接合部に接合対象部が接合された接合品を製造する装置
であって、前記接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を
挿入するための押し込み機構、管を固定するためのクラ
ンプ機構、継手を回転させるための回転力付与機構、及
び、継手外面から接合面に向けて設けた非貫通の孔に、
接合中に流出してきた樹脂の流出量を計測する機構を備
えたことを特徴とする樹脂管・継手の接合品の製造装
置。