JP2002327888A - 複合高圧管用電気融着継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐内圧性に優れた複合高圧管同士を、耐内圧性
を確保した状態で接続することができ、しかも軽量で施
工性が良好な電気融着継手を提供する。 【解決手段】接続を行う複合高圧管１０の各端部を挿入
する受口２ａが形成された熱可塑性樹脂製の継手本体２
と、継手本体２の各受口２ａの周壁に埋め込まれた電熱
線３を有する電気融着継手１において、複合高圧管１０
の挿入端部間の周辺となる部分の肉厚を他の部分の肉厚
よりも厚く形成して、部分的に強度を高めることで、継
手重量の増加を抑えつつ、補強層１２（延伸ポリオレフ
ィン系樹脂シート１２ａ）が存在しない部分の耐内圧性
を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種物質を流動さ
せて搬送するのに使用される複合高圧管の接続に用いる
電気融着継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体、気体等の各種物質を流動させて搬
送する際に使用されるパイプ、ホース等の管体は、内部
を流動する物質の圧力によって破損しないような耐圧性
が要求される。特に、耐油配管・給水管等のように、高
圧流体を搬送する場合には、高耐圧性が必要になる。耐
圧性を有する管体として、例えば特開平８−１１２５０
号公報に、合成樹脂等の可撓性材料にて管状に成形され
た内層と外層との間に繊維補強層及びワイヤー補強層を
設けることで、耐圧性を高めた複合高圧管が提案されて
いる。

【０００３】また、他の複合高圧管として、管状に成形
された合成樹脂製の内層と、この内層の外周面に延伸ポ
リオレフィン系樹脂シートを螺旋状に巻回することによ
り形成された補強層と、この補強層に積層された合成樹
脂製の外層とを有する複合高圧管も提案されている。こ
のような延伸ポリオレフィン系樹脂シートを用いた複合
高圧管は、内耐圧性に優れているので、単一材料で構成
される樹脂管に対して肉厚を薄くすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】単一材料で成形された
合成樹脂製の管を接続する方法として、例えば、ポリオ
レフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂の継手本体に電熱線が
埋め込まれた構造の電気融着継手を用いて合成樹脂管同
士を接続するという方法がある。

【０００５】このような電気融着継手を用いて、前記し
た複合高圧管（延伸ポリオレフィン系樹脂シート補強）
を接続する場合、次のような問題がある。

【０００６】まず、複合高圧管そのものは延伸ポリオレ
フィン系樹脂にて補強されているので耐内圧性が高くて
問題はない。しかし、電気融着継手に挿入された複合高
圧管の端部間には、延伸ポリオレフィン系樹脂シートが
存在しなくなるので、内水圧に対する強度を確保するこ
とができない。このため、継手単体で耐内圧性を十分に
確保できるように電気融着継手を設計する必要がある
が、そのような条件で電気融着継手を設計すると、継手
本体全体の肉厚が非常に厚くなり、継手重量が重くなっ
てしまうので、電気融着継手の利点である容易な施工性
が損なわれる。また、継手本体の全体肉厚を厚くする
と、ヒケが発生し易くなって成形が難しくなるという問
題もある。

【０００７】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、耐内圧性に優れた複合高圧管同士を、耐内圧性
を確保した状態で接続することができ、しかも軽量で施
工性が良好な複合高圧管用電気融着継手の提供を目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電気融着継手
は、管状に成形された合成樹脂製の内層と、この内層の
外周面に延伸ポリオレフィン系樹脂シートを螺旋状に巻
回することにより形成された補強層と、この補強層に積
層された合成樹脂製の外層とを有する複合高圧管の接続
に用いられる継手において、接続を行う複合高圧管の各
端部を挿入する受口が形成された熱可塑性樹脂製の継手
本体と、継手本体の各受口の周壁に埋め込まれた電熱線
を備え、継手本体の壁体のうち、複合高圧管の挿入端部
間の周辺となる部分の強度が、他の部分よりも強化され
ていることを特徴とする。

【０００９】本発明の電気融着継手の具体的な構成とし
て、継手本体の壁体のうち、複合高圧管の挿入端部間の
周辺となる部分の肉厚を、他の部分の肉厚よりも厚く形
成するか、もしくは複合高圧管の挿入端部間の周辺とな
る部分の強度を補強する補強部材を設けるという構成を
挙げることができる。

【００１０】本発明の電気融着継手によれば、継手本体
の壁体のうち、複合高圧管の挿入端部間の周辺となる部
分の肉厚を他の部分の肉厚よりも厚く形成する等の構成
により、必要部分のみの強度を高めているので、継手本
体の全体の肉厚を厚くすることなく、複合高圧管の挿入
端部間つまり延伸ポリオレフィン系樹脂シートが存在し
ない部分の耐内圧性を確保することができ、継手重量の
軽量化をはかることができる。

【００１１】本発明の電気融着継手の継手本体を構成す
る熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンが好適に使用さ
れるが、ポリエチレンに限られず、例えば、ポリエチレ
ン以外のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ
アミド等の他の各種合成樹脂を用いてもよい。

【００１２】次に、本発明の電気融着継手を適用する複
合高圧管を詳細に説明する。

【００１３】まず、複合高圧管の補強層を構成する延伸
ポリオレフィン系樹脂シートについて説明する。

【００１４】延伸ポリオレフィン系樹脂シートとは、少
なくとも長手方向に延伸されたポリオレフィン系樹脂を
主成分とする材料から構成されるシートを指す。

【００１５】ポリオレフィン系樹脂は、特に限定される
ものではないが、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ホモポリプ
ロピレン、プロピレンランダム共重合体、プロピレンブ
ロック共重合体、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）等
が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂のうち、
延伸後の弾性率が高い、ポリエチレン、特に結晶性の高
い高密度ポリエチレンが好ましい。

【００１６】ポリオレフィン系樹脂には、必要に応じ
て、結晶核剤、架橋剤、架橋助剤、滑剤、充填剤、顔
料、異種のポリオレフィン系樹脂、低分子量ポリオレフ
ィンワックス等が配合されてもよい。

【００１７】結晶核剤は、結晶化度を向上させる目的で
添加されるものであって、例えば、炭酸カルシウム、酸
化チタン等が挙げられる。

【００１８】架橋剤、架橋助剤は、上記ポリオレフィン
系樹脂の分子鎖を部分的に架橋し、延伸ポリオレフィン
系樹脂シートの耐熱性やクリープ性能等を向上させる目
的で添加されるものであって、架橋剤としては、例え
ば、ベンゾフェノン、チオキサントン、アセトフェノン
等の光重合開始剤が挙げられる。架橋助剤としては、例
えば、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、ジアリルフタレート等の多官能性
モノマーが挙げられる。

【００１９】上記架橋剤の使用に替えて、電子線照射や
紫外線照射による架橋手段を採用してもよい。

【００２０】電子線照射や紫外線照射による架橋手段に
は、ポリオレフィン系樹脂に上記架橋剤や架橋助剤等を
添加し、好ましくは１〜２０Ｍｒａｄ、より好ましくは
３〜１０Ｍｒａｄの電子線を照射するか、あるいは、好
ましくは５０〜８００ｍＷ／ｃｍ² 、より好ましくは１
００〜５００ｍＷ／ｃｍ² の紫外線を照射するという方
法が挙げられる。このような架橋工程は、後述する延伸
工程と同時に、あるいは延伸工程に引き続いて行えばよ
い。

【００２１】上記方法によって架橋を行うことにより、
延伸ポリオレフィン系樹脂シートのクリープ性能が向上
し、複合高圧管を使用する際の内圧に対するクリープ性
能が向上するので、特に、内層を構成する樹脂にクリー
プ性能の低いポリオレフィン系樹脂を使用する場合に
は、延伸ポリオレフィン系樹脂シートは架橋されている
ことが好ましい。

【００２２】延伸ポリオレフィン系樹脂シートは、シー
ト状に加工されたポリオレフィン系樹脂シートを延伸し
て得られる。このポリオレフィン系樹脂シートの作製手
段は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｔダイ
法による押出成形、カレンダー法によるロール成形等が
挙げられる。

【００２３】また、ポリオレフィン系樹脂シートを連続
的に延伸する手段は、特に限定されるものではないが、
例えば、加熱されたポリオレフィン系樹脂シートを、速
度の異なるロール間で延伸する方法、互いに異なる方向
に回転するロール間に加熱されたポリオレフィン系樹脂
シートを挟み込み、厚さを減少させながら管の長手方向
に伸長させる、いわゆる圧延方法等が挙げられる。

【００２４】これらの方法は、１つの方法の単一回のみ
で実施されてもよいが、２回以上段階的に繰り返して実
施されてもよい。また、上記延伸工程を２回以上実施す
る場合、複数の延伸方法の組合せで実施されてもよい。
特に、比較的厚いポリオレフィン系樹脂シートを延伸す
る場合には、一旦、上記圧延を行った後、延伸を行うこ
とが好ましい。

【００２５】延伸前のポリオレフィン系樹脂シート（延
伸原反）の厚さは、得られる複合高圧管の用途や延伸倍
率等によって決定されるものであって、特に限定される
ものではないが、０．５ｍｍ〜１５ｍｍ程度が好まし
い。シートの厚さが０．５ｍｍ未満であると、延伸ポリ
オレフィン系樹脂シートの厚さが薄くなり過ぎるため、
次工程の積層作業などにおける取扱性が低下して作業が
行い難くなる。シートの厚さが１５ｍｍを超えると、延
伸負荷が大きくなり過ぎるため、延伸装置が不必要に大
きくなるだけでなく、延伸作業が難しくなるおそれがあ
る。

【００２６】このような延伸原反から得られる延伸ポリ
オレフィン系樹脂シートの厚さは、５０〜１０００μｍ
程度となる。

【００２７】延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなる
補強層の幅は、複合高圧管の口径、シートの巻回角度、
後述する巻回方法によって適宜選択されるものであっ
て、特に限定されるものではない。比較的幅の狭い補強
層を用いる場合は、幅広のシートを所要幅にスリットし
て用いればよい。

【００２８】延伸ポリオレフィン系樹脂シートの延伸倍
率は、用いられる結晶性ポリオレフィン系樹脂の性状に
よって必要延伸倍率が決定されるものであり、特に限定
されるものではないが、好ましくはその長手方向に１０
倍以上、より好ましくは２０倍以上延伸されているもの
がよい。延伸ポリオレフィン系樹脂シートの長手方向の
延伸倍率が１０倍未満であると、必要強度や弾性率が得
られ難くなるおそれがある。また、幅方向の延伸を行う
と、長手方向の延伸が抑制され、長手方向に１０倍以上
延伸することが難しくなるおそれがある。

【００２９】延伸ポリオレフィン系樹脂シートは、必要
に応じて、その接着性を向上する目的で、物理的もしく
は化学的手段による表面処理が施されてもよい。表面処
理には、例えば、サンドブラスト等のエンボス手段や表
面部分の局所的加熱手段によって、延伸ポリオレフィン
系樹脂シート表面に微細な凹凸を形成する物理的な表面
処理法が、作業の容易性等の理由から好ましい。

【００３０】また、延伸ポリオレフィン系樹脂シート表
面に、予め接着用シートをラミネートし、接着性を向上
させる方法もある。接着用シートとしては、直鎖状低密
度ポリエチレン、変性ポリエチレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体等がある。

【００３１】次に、複合高圧管の内層と外層について説
明する。

【００３２】本発明の電気融着継手を適用する複合高圧
管において、内層は、輸送媒体を通過させるためのもの
である。従って、内層に用いられる合成樹脂の種類は、
輸送媒体の種類によって適宜選択される。具体的には、
延伸ポリオレフィン系樹脂シートに用いられるものと同
様のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、各種ゴム、ポリオレフィン系エラストマーなどが挙
げられるが、特に制限されるものではない。

【００３３】また、内層の肉厚は、輸送媒体の種類や、
使用内圧もしくは用途によって適宜選択される。なお、
製造時に発生する複合高圧管の破片や、使用済み複合高
圧管のリサイクルを考慮すると、内層を構成する合成樹
脂はポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。

【００３４】本発明の電気融着継手を適用する複合高圧
管において、外層は、管表面の保護や耐候性向上等を目
的として形成されるものである。外層を構成する樹脂に
は、上記した内層と同様の合成樹脂が使用可能であり、
さらに、ポリアミド、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂
等も使用可能である。外層に用いられる合成樹脂は、用
途・使用状況などによって適宜選択される。

【００３５】また、外層の肉厚は、内層と同様に、輸送
媒体の種類や、使用内圧もしくは用途によって適宜選択
される。なお、製造時に発生する複合高圧管の破片や、
使用済み複合高圧管のリサイクルを考慮すると、外層を
構成する合成樹脂はポリオレフィン系樹脂であることが
好ましい。

【００３６】本発明の電気融着継手を適用する複合高圧
管において、補強層は、内層の外周面に傾斜周方向に巻
回された延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなる第１
補強層と、管軸方向に対して第１補強層と対称角度とな
るように積層された延伸ポリオレフィン系樹脂シートか
らなる第２補強層を設けたものを挙げることができる。
このように複数層からなる補強層を形成しておけば、合
成樹脂管に比べて高耐圧の複合高圧管が得られる。な
お、傾斜周方向とは、シート巻回方向が管軸方向に対し
て所定角度だけ傾斜していることを意味する。

【００３７】補強層の枚数は、シートの厚みや延伸倍
率、複合高圧管に要求される性能になどによって、適宜
選択されるが、各々異なる延伸倍率や厚みの補強層を用
いてもよい。

【００３８】また、補強層は、隙間なく積層されている
ことが好ましい。複合高圧管の断面形状外周と同じシー
ト幅にすることにより、積層を隙間なく行うことが可能
であるが、若干の隙間がある状態で積層されていてもよ
い。

【００３９】複合高圧管の断面形状は、特に制限されな
いが、重量に対する内圧強度、外力強度の効率がよい円
形断面や、角（コーナー部）にＲを設けた略正方形断面
が好ましい。複雑な断面形状では、補強層の積層が困難
となる。

【００４０】本発明の電気融着継手を適用する複合高圧
管の製造方法は、特に限定されるものではないが、例え
ば、内層となる合成樹脂管を前工程で製造しておき、補
強層及び外層を、その合成樹脂管の表面に積層する方法
が挙げられる。

【００４１】中空状の内層を得る方法としては、通常、
パイプやホースの製造で行われている押出成形法を採用
すればよい。外層を被覆する方法としては、押出機と被
覆金型を用いて押出被覆する方法や、予めシート状もし
くはチューブ状の外層を成形しておき、延伸ポリオレフ
ィン系樹脂シートからなる補強層の外面に積層する方法
が挙げられる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００４３】まず、本発明の電気融着継手を適用する複
合高圧管の一例を、図１を参照しながら説明する。

【００４４】図１の複合高圧管１０は、管状に成形され
たポリエチレン樹脂製の内層１１と、この内層１１の外
周面上に、延伸ポリオレフィン系樹脂シートである延伸
ポリエチレン樹脂シート１２ａを螺旋状に巻回すること
により形成された補強層１２と、補強層１２上に積層さ
れたポリエチレン樹脂製の外層１３によって構成されて
いる。

【００４５】内層１１に積層された補強層１２は、適当
な幅寸法の帯状をした延伸ポリエチレン樹脂シート１２
ａを、内層１１の管軸に対して３０〜９０°の傾斜角度
になるように螺旋状に巻回し、さらにその上に、延伸ポ
リエチレン樹脂シート１２ａを傾斜角度が逆向きになる
ように螺旋状に巻回した２層構造となっている。

【００４６】このような構成の複合高圧管１０は、ポリ
エチレン樹脂製の内層１１に対して、引っ張り強度に優
れた延伸ポリエチレン樹脂シート１２ａを螺旋状に巻回
してなる補強層１２が積層されているので、内層１１が
補強層１２によって補強される。従って複合高圧管１０
は、耐圧性に優れており、内層１１の内部に高圧の流体
が流れても、破損するおそれがない。

【００４７】次に、本発明の電気融着継手の実施形態を
図２及び図３を参照しながら説明する。

【００４８】図２、図３に示す電気融着継手１は、スリ
ーブ状に成形され、両端部に受口２ａが形成されてなる
ポリエチレン樹脂製の継手本体２と、この継手本体２の
受口２ａの周壁に埋め込まれた電熱線３によって構成さ
れており、継手外部に導出されたターミナル４から電熱
線３に通電することにより、受口２ａ周壁部のポリエチ
レンを溶融することができるようになっている。継手本
体２の受口２ａの内径は、図１に示した複合高圧管１０
の外層１３の外径と略等しい寸法に加工されている。

【００４９】そして、この実施形態においては、継手本
体２の壁体のうち、複合高圧管１０の挿入端部間の周辺
となる部分の肉厚が、他の部分の肉厚よりも厚く形成さ
れており、このような厚肉部２ｂを設けることにより、
複合高圧管１０の挿入端部間つまり延伸ポリエチレン樹
脂シート１２ａが存在しない部分の耐内圧性を確保して
いるところに特徴がある。なお、厚肉部２ｂは、複合高
圧管１０と同じレベルの内圧に耐えることが可能な肉厚
で形成されている。

【００５０】図４は、本発明の電気融着継手の他の実施
形態を使用状態で示す半断面図、図５は図４のＸ−Ｘ断
面図である。

【００５１】この実施形態は、電気融着継手２１とし
て、一般に用いられている電気融着継手（単一材料で構
成される樹脂管用）と同様なものを用い、その電気融着
継手２１の継手本体２２の壁体のうち、複合高圧管１０
の挿入端部間の周辺となる部分の外周面にバンド３０を
設けているところに特徴がある。

【００５２】バンド３０は、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３
０４）の加工品で、電気融着継手２１の継手本体２２の
中央部外周面を覆う形状に加工された半割りのバンド本
体３１，３１と、その各バンド本体３１の合わせ部に一
体形成されたフランジ（外フランジ）３２，３２とから
なり、半割りのバンド本体３１，３１を合わせた状態
で、フランジ３２，３２をボルト・ナット３３にて締結
することにより、半割りのバンド本体３１，３１を相互
に連結できる構造となっている。

【００５３】以上のバンド本体３１，３１で構成される
バンド３の内径（ボルト・ナット３３による締結状態で
の寸法）は、継手本体２２の中央部外径と略等しい寸法
か、もしくはその外径よりも僅かに小さい寸法に設定さ
れている。また、バンド本体３１，３１の厚み（バンド
部の厚み）は、複合高圧管１０と同じレベルの内圧に耐
えることが可能な寸法に設定されている。

【００５４】この実施形態によれば、継手本体２２の壁
体のうち、複合高圧管１０の挿入端部間の周辺となる部
分の強度がバンド３０にて補強されているので、延伸ポ
リエチレン樹脂シート１２ａが存在しない部分の耐内圧
性を確保することができる。

【００５５】なお、以上の実施形態では、スリーブ状の
電気融着継手に本発明を適用した例を示したが、本発明
はこれに限られることなく、例えばチーズなどの他の形
態の電気融着継手にも適用できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気融着
継手によれば、継手本体の壁体のうち、複合高圧管の挿
入端部間の周辺となる部分の肉厚を他の部分の肉厚より
も厚く形成するか、もしくは複合高圧管の挿入端部間の
周辺となる部分の強度を補強する補強部材を設けて強度
を高めているので、継手本体の全体の肉厚を厚くするこ
となく、延伸ポリオレフィン系樹脂シートが存在しない
部分の耐内圧性を確保することができ、継手重量の軽量
化をはかることができる。従って、本発明の電気融着継
手を用いれば、耐内圧性に優れた複合高圧管同士を、優
れた耐内圧性でかつ良好な施工性のもとに接続すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気融着継手を適用する複合高圧管の
一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の電気融着継手の実施形態の半断面図で
ある。

【図３】本発明の電気融着継手の実施形態を使用状態で
示す半断面図である。

【図４】本発明の電気融着継手の他の実施形態を使用状
態で示す半断面図である。

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１ 電気融着継手 ２ 継手本体 ２ａ 受口 ２ｂ 厚肉部 ３ 電熱線 ４ ターミナル １０ 複合高圧管 １１ 内層 １２ 補強層 １２ａ 延伸ポリエチレン樹脂シート（延伸ポリオレフ
ィン系樹脂） １３ 外層 ２１ 電気融着継手 ２２ 継手本体 ３０ バンド（補強部材） ３１ バンド本体 ３２ フランジ ３３ ボルト・ナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状に成形された合成樹脂製の内層と、
   この内層の外周面に延伸ポリオレフィン系樹脂シートを
   螺旋状に巻回することにより形成された補強層と、この
   補強層に積層された合成樹脂製の外層とを有する複合高
   圧管の接続に用いられる継手であって、 接続を行う複合高圧管の各端部を挿入する受口が形成さ
   れた熱可塑性樹脂製の継手本体と、継手本体の各受口の
   周壁に埋め込まれた電熱線を備え、継手本体の壁体のう
   ち、複合高圧管の挿入端部間の周辺となる部分の強度
   が、他の部分よりも強化されていることを特徴とする複
   合高圧管用電気融着継手。