JP2001355784A - 電気融着継手の管固定治具及び管固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融着品質を確保した上で冷却時間内でも埋め
戻し作業を可能とし、もって全体の融着接続時間を短縮
し、配管施工時間を短縮する電気融着用固定治具及び固
定方法を提供する。 【解決手段】 埋設用樹脂管を電気融着継手で接続する
際の管固定治具であって、継手内に挿入した樹脂管の内
面にシェルを挿入し、該シェルを外方から操作して拡径
し、樹脂管同士又は樹脂管と継手管部を固定することを
特徴とする電気融着継手の管固定治具。及び、埋設用樹
脂管を電気融着継手で接続する際の管固定方法であっ
て、継手内に挿入した樹脂管の内面にシェルを挿入し、
該シェルを拡径して管同士又は管と継手管部を固定し、
電気融着継手に通電して継手と管を電気融着した後、継
手から通電ケーブルを取り外して土砂を埋め戻し、その
後前記樹脂管の端部外方からシェルを縮径して取り外す
ことを特徴とする電気融着継手の管固定方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス用や配水用な
ど埋設配管に用いられる熱可塑性樹脂管を電気融着継手
で接続する際の電気融着継手と樹脂管の固定に関し、特
に電気融着接続時における施工時間を短縮する固定治具
及び固定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中埋設配管には、ポリエチレン
管などの熱可塑性樹脂管が耐震性、柔軟性、耐食性を有
すことから、ガス用、配水用、排水用等の分野に広く使
用されている。これらの配管接続は、機械的な接続継手
を用いる方法と電気融着継手を用いて接続する方法があ
る。電気融着継手を用いる方法は管と継手が一体に融着
接続されるので、樹脂で一体的な管路を構成して埋設土
壌中での腐食の心配がなく、地盤沈下時の変位や地震時
の変位を吸収する。この施工は地面に埋設用の掘削溝を
設けて樹脂管を敷設しながら電気融着継手で接続し、接
続が終了したら順次掘削溝を埋め戻しながら埋設配管施
工が行われる。

【０００３】電気融着継手は概略構造を図１１に示し、
電熱線１２を継手内に埋め込んだワイヤゾーン１３と、
その周りのコールドゾーン１４からなり、外面に突出す
るコネクターピンから電熱線１２に通電し、例えばポリ
エチレン管の場合で２００℃以上に発熱させワイヤゾー
ン１３の樹脂が溶融し膨張して樹脂管を加熱し溶融さ
せ、一体的に融着される。樹脂管が溶融しただけでは正
常な融着が行われず、少なくとも両者の接触面間に０．
１５ＭＰａ以上の面圧が必要で、この面圧は加熱膨張し
たワイヤーゾーン１３の樹脂を常温で固化しているコー
ルドゾーン１４の樹脂が囲んでいることで面圧を発生し
ている。また電気融着継手に通電加熱時から通電を終了
後融着部の樹脂が確実に冷却固化するまで、電気融着継
手と樹脂管は溶融状態にあり、溶融部に外力が加わらな
いようにクランプ１９で管を固定している。

【０００４】また特公昭５５−２１３号公報で開示され
た発明では、図１２に示すように外管１２０内に電熱線
１１２を装着して接続樹脂管１１１を挿入し、外管１２
０の外面から外径指示金具１５０で、樹脂管１１１の内
面から内径指示金具１３０を装着し、接続部を内外面か
ら締め付けることで通電中の溶融樹脂に面圧を発生させ
て融着している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、埋
設用の熱可塑性樹脂管を電気融着継手で接合する場合、
例えば呼び径が１００ｍｍの樹脂管の場合では通電時間
が５分、通電後の冷却時間が１０分必要である。これに
対して前記従来技術の内前者では、この通電時間と冷却
時間が樹脂管と継手を接続するために要する時間で、接
続作業はこの間単に待ち時間となり、施工を進めると融
着部に外力が発生するので放置しておかねばならない。
これを作業者が急いで冷却時間内に埋め戻しを行うと、
管固定用クランプが取り外せないばかりか、埋め戻しの
土圧力によって、樹脂管が扁平したり曲げられたり軸方
向の引き抜き力が生じたりして、十分に冷却固化してな
い融着界面が剥がされて融着不良となってしまう。

【０００６】また後者の従来技術では、内径支持金具と
外径支持金具の締め付けによる融着界面の面圧調整を現
場で施工する作業者自身が行うので作業者による個人差
が生じ、融着不良の原因となる。また、冷却時間内に埋
め戻しを行うと、外径支持金具も埋めてしまうことにな
る。また内径支持金具の長手方向の幅が融着部分とほぼ
等しく、埋め戻しの土圧力によって樹脂管に曲げ応力が
発生し、管に引き抜き力が発生し、内径支持金具の設置
位置がずれたりして、融着部界面が剥がされて融着不良
が発生する問題がある。このため冷却時間内での埋め戻
しは不可能なものである。本発明の目的は上記の課題を
解消して、融着品質を確保した上で冷却時間内でも埋め
戻し作業を可能とし、もって全体の融着接続時間を短縮
でき、配管施工時間を短縮することができる電気融着用
固定治具及び固定方法を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、埋設用
樹脂管を電気融着継手で接続する際の管固定治具であっ
て、前記継手内に挿入した樹脂管の内面にシェルを挿入
し、該シェルを外方から操作して拡径し、樹脂管同士又
は樹脂管と継手管部を固定することを特徴とする電気融
着継手の管固定治具である。上記において前記シェル
は、接続する樹脂管の曲げ剛性より大きくしたことを特
徴とする電気融着継手の管固定治具。上記において、前
記シェルの外面の樹脂管内面と接触する部分に軸引っ張
り方向の滑り止めを設けたことを特徴とする電気融着継
手の管固定治具。

【０００８】また本発明は、埋設用樹脂管を電気融着継
手で接続する際の管固定方法であって、前記継手内に挿
入した樹脂管の内面にシェルを挿入し、該シェルを拡径
して樹脂管同士又は樹脂管と継手管部を固定し、前記電
気融着継手に通電して継手と管を電気融着した後、継手
から通電ケーブルを取り外して土砂を埋め戻し、その後
前記樹脂管の端部外方からシェルを縮径して取り外すこ
とを特徴とする電気融着継手の管固定方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例を示す電気融着
継手用管固定治具で、解放状態の全体図を示している。
外径を変化させることができる管固定部２、遠隔操作を
行うためのワイヤ部３、手動操作を行うレバー部４から
なる管固定治具１である。管固定のメカニズムは、レバ
ー部４を握ることで、アウターワイヤ５の一を保持した
ままインナーワイヤ６を引っ張り、その結果スライドコ
ア７，８の間隔を収縮させてスプリングコイル１０で保
持された管固定シェル９が外側方向に押し出されて拡径
する。シェル９が拡径することで管固定部２全体が拡径
しその外周面に当接する樹脂管を拡径する。管固定部２
を拡径して管１５、１６を固定した状態を図２に示す。
本発明は図３に示すように、管端に電気融着継手１１が
一体となった受口付管２０と樹脂管１６を接続する場合
も有効であり、その際、管固定部２は樹脂管１６と受口
付管２０の継手管部２１を固定することとなる。

【００１０】管固定治具外面にはローレット加工などの
滑り止めを施しているので、管内面と管固定治具外面と
に生じる摩擦力により、引き抜けの阻止力を発揮させ
る。また、管固定部２の幅は電気融着継手１１の幅より
大きくして樹脂管を拡径支持している。また管固定部２
のシェル９をアルミ金属等のような樹脂管より充分剛性
の高い材料を使って支持固定している。従って樹脂管１
５、１６に曲げ荷重が作用しても電気融着継手１１と固
定している部分は継手の長さより充分長いシェルで直線
状態に保持されており、管の融着部には曲げ変形が加わ
らない。図１〜図３はワイヤとくさび構造によってシェ
ルが拡径する構造としたが、液圧やゴムバルジ、またス
クロールチャックやコレットチャックなどのチャックを
用いてシェルを拡径させても良い。更にシェル内部にモ
ータを仕組み外部からの操作で電気的に拡径させても良
い。

【００１１】本発明による管固定治具１を利用した埋設
配管工法の例を図４から図１０に示す。まず、図４に示
すように、接続しようとする通常長さが５ｍの定尺樹脂
管１６に管固定治具１を通しておき、図５から図７のよ
うに電気融着継手１１をセットした埋設済みの管１５に
管固定部２を装着し、その後図７のように管１６を電気
融着継手１１内に差し込む。次に管１６の端部外方から
レバー部４を握ることで、管１５、１６内に装着された
シェル９が拡径され、管１５、１６の内径が拡径して両
管１５、１６が固定される。

【００１２】次に図８に示すように、継手１１に通電す
る通電制御装置（コントローラ）１８からの出力ケーブ
ル１７を継手１１のコネクターピンにセットし、継手に
埋設してある電熱線に通電する。通電を正常に終了後ケ
ーブル１７をコネクターピンから外し、図９のように掘
削溝の埋め戻しが開始できる。通常、埋め戻しは幅５０
０〜７００ｍｍ深さ８００ｍｍ以上で、定尺樹脂管５ｍ
の長さ分の溝を埋めることになるので、電気融着継手１
１の標準的な冷却時間である１０〜１５分よりは埋め戻
し時間が長くなる。従って埋め戻し作業が終了したら念
のため所定の冷却時間が経過していることを確認して、
図１０に示すように管１６端部からレバー４を解除して
管固定部２を引き抜き、管固定治具を管内から取り外し
て電気融着作業と埋め戻し作業が終了する。

【００１３】図２に電気融着継手１１と固定治具固定部
２の断面を示す。電気融着継手１１は電熱線１２近傍の
加熱溶融領域がワイヤゾーン１３であり、その周りを常
温固化状態のコールドゾーン１４で囲んでいる。本継手
は設計段階でワイヤーゾーン１３とコールドゾーン１４
によって、ワイヤゾーン１３が溶融状態になったときに
適正な継手と管の接触面圧が発生するように予め設定さ
れており、工場内で管理された製造工程で製造される。
更に継手の電熱線に通電するための通電制御装置（コン
トローラ）１８は自動的に適正な通電制御が行われるた
め、配管施工者が必要面圧を考える必要がなく、信頼性
の高い電気融着接合が行われる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明のとおり本発明は、継手と樹脂
管の融着品質を確保した上で冷却時間内でも埋め戻し作
業を可能とし、従って全体の融着接続時間を短縮でき、
配管施工時間を短縮することができる電気融着用固定治
具及び固定方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を示す管固定治具の解放状
態の断面図である。

【図２】 本発明の実施形態を示す樹脂管を固定した状
態の断面図である。

【図３】 本発明の実施形態を示す継手管部と管を固定
した状態の断面図である。

【図４】 本発明実施例の作業手順を示す接続管１６に
固定治具を通す断面図である。

【図５】 本発明実施例の接続管１６に固定治具を通し
た状態の断面図である。

【図６】 本発明実施例の管１６に通した治具の管固定
部２を管１５に装着する状態の断面図である。

【図７】 本発明実施例の管１６を継手１１内に装着す
る状態の断面図である。

【図８】 継手１１に通電する状態の断面図である。

【図９】 通電終了後通電制御装置のケーブルを外し掘
削溝の埋め戻しが行われた状態の断面図である。

【図１０】 埋め戻しをした後、樹脂管１６から固定治
具を取り外す状態の断面図である。

【図１１】 従来技術を説明する電気融着継手と樹脂管
固定クランプを示す部分断面図である。

【図１２】 別の従来技術を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ 樹脂管固定治具 ２ 管固定部 ３ ワイヤ部 ４ レバー部 ５ アウターワイヤ ６ インナーワ
イヤ ７、８ スライドコア ９ シェル １０ コイル １１ 電気融着継
手 １２ 電熱線 １３ ワイヤゾー
ン １４ コールドゾーン １５，１６ 樹脂
管 １７ 通電出力ケーブル １８ 電気融着用
通電制御装置 １９ クランプ ２０ 受口付管 ２１ 継手管部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 晋一 三重県桑名市大福２番地日立金属株式会社 桑名工場内 Ｆターム(参考） 3H019 GA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埋設用樹脂管を電気融着継手で接続する
   際の管の固定治具であって、前記継手内に挿入した樹脂
   管の内面にシェルを挿入し、該シェルを外方から操作し
   て拡径し、樹脂管同士又は樹脂管と継手管部を固定する
   ことを特徴とする電気融着継手の管固定治具。
2. 【請求項２】 前記シェルは接続する樹脂管の曲げ剛性
   より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の電気融
   着継手の管固定治具。
3. 【請求項３】 前記シェルの外面の樹脂管内面と接触す
   る部分に軸引っ張り方向の滑り止めを設けたことを特徴
   とする請求項１乃至２記載の電気融着継手の管固定治
   具。
4. 【請求項４】 埋設用樹脂管を電気融着継手で接続する
   際の管固定方法であって、前記継手内に挿入した樹脂管
   の内面にシェルを挿入し、該シェルを拡径して樹脂管同
   士又は樹脂管と継手管部を固定し、前記電気融着継手に
   通電して継手と管を電気融着した後、継手から通電ケー
   ブルを取り外して土砂を埋め戻し、その後前記樹脂管の
   端部外方からシェルを縮径して取り外すことを特徴とす
   る電気融着継手の管固定方法。