JP2012107669A

JP2012107669A - 断熱層付き管継手

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Publication number: JP2012107669A
Application number: JP2010255856A
Authority: JP
Inventors: Toyomasa Matsumura; 豊正松村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2030-11-16
Also published as: JP5548107B2

Abstract

【課題】非発泡性樹脂の内部での発泡性樹脂の発泡の挙動および流動を規制し得るようにする。
【解決手段】管状の継手本体１２と、継手本体１２の開口部に一体に形成された受口部１３とを有し、継手本体１２および受口部１３が、非発泡性樹脂１５によって主に構成されると共に、非発泡性樹脂１５の内部に発泡性樹脂を発泡させて成る断熱材層１６が封入された断熱層付き管継手１７であって、継手本体１２と受口部１３との境界部分の少なくとも一つに、断熱材層１６を境界部分で堰止可能な堰止部２１が設けられるようにしている。
【選択図】図１

Description

この発明は、断熱層付き管継手に関するものである。より詳しくは、断熱が必要な管路の継手部分に使用される断熱層付き管継手に関するものである。

例えば、給水や排水などを行うために、従来より樹脂製の管路が使用されている。このような樹脂製の管路には、複数本の管部材と、これらの管部材どうしを接続するための管継手とが用いられる。

そして、上記した樹脂製の管路には、断熱が必要なものも存在している。例えば、空調設備のドレン管路では、ドレン管路全体を外側から断熱材で覆って断熱することにより、結露防止を行わせるようにしている。

これに対し、本願の出願人により、管路の少なくとも一部を断熱材で覆う必要をなくすようにした断熱層付き管継手が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６〜図８は、このような断熱層付き管継手の例であり、図６はチーズ部材、図７は９０度のエルボ部材、図８は４５度のエルボ部材をそれぞれ示している。

図６（または、図７、図８）に示すように、この断熱層付き管継手１は、要するに、管状の継手本体２と、この継手本体２の開口部に一体に形成された受口部３とを有しており、この継手本体２および受口部３が、非発泡性樹脂４によって主に構成されると共に、図９の断面図に示すように、継手本体２を構成する非発泡性樹脂４の内部に発泡性樹脂を発泡させて成る断熱材層５（または発泡断熱層）が封入されたものである。

この断熱層付き管継手１は、図示しない成形金型におけるキャビティ空間の容積よりも少ない量の非発泡性樹脂４を注入口６から注入（ショートショット注入）し、キャビティ空間の内部で非発泡性樹脂４の表面がある程度固まった頃に、同じ注入口６から発泡性樹脂を注入して圧力をかけることにより、発泡性樹脂の発泡圧力によって非発泡性樹脂４をキャビティ空間の内部の隅々にまで行き渡らせると共に、発泡性樹脂の発泡によって非発泡性樹脂４の内部に断熱材層５を形成するようにして製造される。

なお、断熱層付き管継手１は、図９に示すように、継手本体２の内部のみに対して、欠落部分を生じることなく全域に亘って断熱材層５が形成されると共に、受口部３には断熱材層５が全く入り込まないようにすることが理想的である。これは、受口部３の内部に断熱材層５が入り込むと、受口部３の強度的が低下することによる。

特許第３６９９５７９号

しかしながら、上記断熱層付き管継手には、非発泡性樹脂４の内部での発泡性樹脂の発泡の挙動および流動をコントロールするのが難しいという問題があった。

そして、上記コントロールがうまくできないことにより、非発泡性樹脂４の内部で断熱材層５が成行きまかせに形成されてしまうと、例えば、図６に示すように、断熱材層５が継手本体２の全域に行き渡らないことにより断熱材層５のない欠落部分７を生じたり、断熱材層５が受口部３へ入り込むことにより受口部３の強度低下などを招いたり（ハミ出部８、図１０の断面図参照）、断熱材層５が断熱層付き管継手の表面に出ることにより製品の外観不良を起こしたりするおそれがある。

また、図７に示すように、９０度屈曲のエルボ部材は、受口部３に断熱材層５のハミ出しを生じ易い（ハミ出部８）。そして、図８に示すように、４５度屈曲のチーズ部材は、図７と同様の受口部３のハミ出し（ハミ出部８）と同時に、受口部３どうしが近接して継手本体２が側面視鋭角状となっている部分に断熱材層５の欠落部分７を生じ易い。

そこで、上記コントロールを行うために、発泡性樹脂の注入位置や注入量や注入圧力などを微妙に調整、設定する改善が逐次行われており、ある程度の成果は得られているものの、完全に決め手となる構成がまだ見つかっていないのが現状である。

なお、このような管継手は、形状や寸法などの規格が厳しく定められているため、上記規格を大きく外れるような改変ができないという制約が存在しており、この制約が上記した改善を困難にする要因となっている。

上記課題を解決するために、本発明は、管状の継手本体と、該継手本体の開口部に一体に形成された受口部とを有し、前記継手本体および受口部が、非発泡性樹脂によって主に構成されると共に、該非発泡性樹脂の内部に発泡性樹脂を発泡させて成る断熱材層が封入された断熱層付き管継手であって、前記継手本体と受口部との境界部分の少なくとも一つに、前記断熱材層を境界部分で堰止可能な堰止部が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、継手本体と受口部との境界部分の少なくとも一つに堰止部を設けることにより、断熱材層を堰止部で確実に堰止めることが可能となる。これにより、断熱材層を確実にコントロールすることができるようになる。

本発明の実施例にかかる外周突出部を有する断熱層付き管継手（チーズ部材）の一部破断した側面図である。図１の変形例にかかる外側突出部を有する断熱層付き管継手（チーズ部材）の一部破断した側面図である。図１とは形状の異なる断熱層付き管継手（９０度のエルボ部材）に対して外周突出部を適用した側面図である。図１とは形状の異なる断熱層付き管継手（４５度のエルボ部材）に対して外周突出部を適用した側面図である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図１の断熱層付き管継手における発泡性樹脂の発泡の経過を順に示す図である。従来例にかかる断熱層付き管継手（チーズ部材）の側面図である。図６とは形状の異なる断熱層付き管継手（９０度のエルボ部材）の側面図である。図６とは形状の異なる断熱層付き管継手（４５度のエルボ部材）の側面図である。理想的な断熱層付き管継手の部分拡大断面図である。実際の断熱層付き管継手の部分拡大断面図である。

本発明は、上記した各問題点を解決するために、主に、非発泡性樹脂の内部での発泡性樹脂の発泡の挙動および流動を規制し得る構成を備えるようにしている。

以下、本発明を具体化した実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

＜構成＞以下、構成について説明する。

図１に示すように、給水や排水などを行うための樹脂製の管路に使用される管継手１１を設ける。この管継手１１は、管状の継手本体１２と、この継手本体１２の開口部に一体に形成された受口部１３とを有している。受口部１３は、継手本体１２と外径がほぼ等しい管部材を挿入接続するために、継手本体１２よりも大径のものとされており、継手本体１２と受口部１３との間には、径寸法の違いを有して一体に連結するための段差部１４が設けられる。なお、このような管継手１１は、形状や寸法などの規格が厳しく定められているため、上記規格を大きく外れるような改変ができないという制約が存在している。

そして、継手本体１２および受口部１３が、非発泡性樹脂１５によって主に構成されると共に、この非発泡性樹脂１５の内部に発泡性樹脂を発泡させて成る断熱材層１６（または発泡断熱層）が封入された断熱層付き管継手１７とされる。

この断熱層付き管継手１７は、図示しない成形金型におけるキャビティ空間の容積よりも少ない量の非発泡性樹脂１５を注入口１８から注入（ショートショット注入）し、キャビティ空間の内部で非発泡性樹脂１５の表面がある程度固まった頃に、発泡性樹脂を同じ注入口１８から注入して圧力をかけることにより、発泡性樹脂の発泡圧力によって非発泡性樹脂１５をキャビティ空間の内部の隅々にまで行き渡らせると共に、発泡性樹脂の発泡によって非発泡性樹脂１５の内部に断熱材層１６を形成するようにして製造される。ここで、図中の注入口１８は、誇張して大きめに描かれているが、実際には、痕跡程度のものとなる。

なお、断熱層付き管継手１７は、継手本体１２の内部のみに対して、欠落部分を生じることなく全域に亘って断熱材層１６が形成されると共に、受口部１３には断熱材層１６が全く入り込まないようにすることが理想的である。これは、受口部１３の内部に断熱材層５が入り込むと、受口部１３の強度的が低下することによる。

そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、以下のような構成を備えるようにしている。

（構成１）
継手本体１２と受口部１３との境界部分の少なくとも一つに、断熱材層１６を境界部分で堰止可能な堰止部２１が設けられるようにする。

この堰止部２１は、境界部分からハミ出す発泡性樹脂を堰止めることができればそれで良いので、発泡性樹脂がハミ出す部分を調査して、そこに部分的に堰止部２１を設けるようにすれば最低限の目的を達することができる。しかし、上記した調査を行わなくても良いようにするために、境界部分の全域に対し連続して堰止部２１を設けるようにするのが好ましい。また、断熱材層１６のない欠落部分が生じないようにするために、発泡性樹脂を必要量よりも若干多めに注入して、意図的にハミ出しが生じる状況にした上で、堰止部２１を、このハミ出し分の発泡性樹脂を確実に収容（または吸収）し切れる容量に設定するのが好ましい。

なお、発泡性樹脂のハミ出しは、注入口１８により近く、また、発泡に対する抵抗がより少ない部分ほど生じ易く、反対に、発泡性樹脂の欠落部分は、注入口１８からより遠く、発泡に対する抵抗がより多い部分ほど生じ易い、という傾向がある。

ここで、境界部分は、主に上記した段差部１４およびその周辺部分を指す。より詳細には、境界部分は、受口部１３に挿入される管部材の端部の停止位置などとする。或いは、受口部１３に図示しないパッキンを介在させて止水性能を確保し得るようにする場合には、パッキンと管部材の端部との接触面の位置を境界部分とする。

なお、この場合には、継手本体１２の内部に断熱材層１６を形成し、境界部分で堰止部２１により堰止めて受口部１３に断熱材層１６が侵入しないようなものとしているが、構造的には、上記とは反対に、受口部１３の内部に断熱材層１６を形成し、境界部分で堰止部２１により堰止めて継手本体１２に断熱材層１６が侵入しないようにすることも可能である。

また、内部に断熱材層１６を形成しない受口部１３（または継手本体１２）は、同じ規格の通常の管継手（断熱層付き管継手１７でない管継手１１）と同じ肉厚とされると共に、内部に断熱材層１６を形成する継手本体１２（または受口部１３）は、同じ規格の通常の管継手（断熱層付き管継手１７でない管継手１１）よりも規格の許容範囲内で厚肉とされる。

（構成２）
堰止部２１が、継手本体１２と受口部１３との境界部分に沿って外方へ突設された容積拡大部２２とされる。

この容積拡大部２２は、例えば、図１に示すように、段差部１４の外周面に対して突設形成された外周突出部２３などとすることができる（図中の突出量２３ａ参照）。また、容積拡大部２２は、図２に示すように、段差部１４の外側面（段差面）に対して突設形成された外側突出部２４（或いは、段差面突出部と言い換えることもできる）などとすることができる（図中の突出量２４ａ参照）。この容積拡大部２２としての外周突出部２３または外側突出部２４は、上記したように、部分的なものとすることもできるが、段差部１４の周方向へ連続して延びる突条などとするのが好ましい。但し、外側突出部２４の場合、段差部１４の周方向へ連続して延びる突条とすると、見掛上は、単に段差部１４を通常よりも厚肉にしただけのものと変らなくなってしまう。しかし、外側突出部２４は、上記したように、突出量２４ａを微妙に調整して容量を最適化することにより、断熱材層１６をうまく外側突出部２４の内部に封じ込め得るようにしたものであるため、通常の肉厚のものや、強度向上のために無雑作に厚肉にしただけのものとは、構成および機能において全く異なるものである。なお、容積拡大部２２に必要な容積は、例えば、実績に基づいてトライアンドエラーを行うことにより得ることができる。

なお、受口部１３が複数存在している場合には、境界部分の形状や状況に応じて外周突出部２３と外側突出部２４とを使い分けたり、外周突出部２３と外側突出部２４とを混在させるようにしても良い。

（構成３）
断熱層付き管継手１７は、図１または図２に示すように、継手本体１２が分岐管形状とされ、分岐管形状の継手本体１２の両端および分岐端部の３箇所の開口部に受口部１３がそれぞれ設けられたチーズ部材２５に対して、上記した外周突出部２３や外側突出部２４などの堰止部２１を設けたものとすることができる。或いは、断熱層付き管継手１７は、図３や、図４に示すように、継手本体１２が曲管状とされ、曲管状の継手本体１２の両端の２箇所の開口部に受口部１３がそれぞれ設けられたエルボ部材２６に対して、上記した外周突出部２３や外側突出部２４などの堰止部２１を設けたものとすることができる。

なお、上記したチーズ部材２５は、図１や図２に示すような、直角分岐形状のものに限らず、傾斜分岐形状のものなどとすることができる。また、上記したエルボ部材２６は、図３に示すような９０度屈曲形状のものや、図４に示すような、４５度屈曲形状のものに限らず、上記以外の角度を有する屈曲形状のものとすることができる。

（構成４）
非発泡性樹脂１５が、内部を透視可能な、無色または有色の、透明または半透明な樹脂で構成されるようにする。

ここで、非発泡性樹脂１５には、例えば、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂などの硬質の樹脂を使用することができる。

また、発泡性樹脂は、例えば、ポリ塩化ビニルやＡＢＳ樹脂などの硬質の樹脂に、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（大塚化学社製ＡＺ−ＨＭ）を混入したものなどを使用することができる。このような発泡性樹脂を発泡して成る断熱材層１６は、硬質のものとなる。

なお、上記した断熱層付き管継手１７は、必要であれば、不透明樹脂によって構成することも可能である。即ち、少なくとも非発泡性樹脂１５に不透明樹脂を用いることができる。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。

断熱層付き管継手１７は、管部材の接続に使用されるものであり、断熱層付き管継手１７の内部が透視可能な受口部１３に対し、管部材の端部を挿入して接着剤で接着することにより、管部材を接続（接着接合）することが可能となり、管部材の嵌合状態や接着状態を外部から確認（視認）することができると共に、有色の接着剤で接着するようにすれば、接着剤の塗り忘れを簡単に確認することが可能となる。

そして、この断熱層付き管継手１７は、非発泡性樹脂１５の内部に発泡性樹脂を発泡させて成る断熱材層１６が封入されることにより、それ自体で断熱性能を得ることができる。これにより、断熱層付き管継手１７の外周を断熱材で覆う必要を無くすことができる。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果１）
継手本体１２と受口部１３との境界部分の少なくとも一つに堰止部２１を設けることにより、断熱材層１６を堰止部２１で確実に堰止めることが可能となる。これにより、断熱材層１６を確実にコントロールすることができるようになる。

よって、例えば、断熱材層１６が継手本体１２の全域に行き渡らないことにより断熱材層１６のない欠落部分が生じたり、断熱材層１６が受口部１３へ入り込むことにより受口部１３の強度低下などを招いたり、断熱材層１６が表面に出ることにより製品の外観不良を起こしたりするような不具合をなくして、理想的な断熱層付き管継手１７を得ることができる。

しかも、製造に際して、発泡性樹脂の注入位置や注入量や注入圧力などを微妙に調整する必要もなくすことができる。

更に、断熱材層１６のない欠落部分が生じないように発泡性樹脂を必要量よりも若干多めに注入して、意図的にハミ出しが生じる状況にした上で、容量を最適に設定された堰止部２１によって、このハミ出し分の発泡性樹脂を収容および誘導させるようにすることにより、確実にハミ出しと欠落部分の発生とを同時に防止することができる。しかも、堰止部２１を、最適な容量に設定して設けるだけなので、管継手１１の規格を大きく外れることなく実施することができる。

（効果２）
堰止部２１を容積拡大部２２とすることにより、継手本体１２の内部で発泡性樹脂が発泡する際に、容積拡大部２２に達した発泡性樹脂が、容積拡大部２２の内部を継手本体１２と受口部１３との境界部分に沿って拡がることになるので、発泡性樹脂の発泡の挙動および流動をコントロールして、発泡性樹脂を堰止めることが可能となる。これにより、例えば、断熱材層１６が受口部１３へ入り込むのを確実に防止することができるようになる。

（効果３）
チーズ部材２５やエルボ部材２６に対して、上記した堰止部２１を設けることにより、規格を大きく変更せずに、理想的な断熱性能や製品品質を有する断熱層付き管継手１７を得ることができる。

以下、上記について詳細に説明する。

図５は、発泡性樹脂の発泡の経過を順に示すものである。ここでは、枝管側の受口部１３を上に向け、継手本体１２の直管部を横へ向けた状態のチーズ部材２５に対し、継手本体１２の直管部の軸線方向中央部の底部に注入口１８を設けて、下側から非発泡性樹脂１５および発泡性樹脂（断熱材層１６）を順番に注入する例を示している。なお、符号は、図１と同じものを使用している。

まず、図５（ａ）は、ショートショット注入された非発泡性樹脂１５に対して、後から発泡性樹脂（断熱材層１６参照）を注入し始めた状態を示しており、注入口１８から注入された発泡性樹脂は、注入口１８の周辺部分から発泡を始め、上記したように、金型の表面で固まった非発泡性樹脂１５のスキン層の間へもぐり込みながら、まだ固まっていない非発泡性樹脂１５をキャビティ空間の奥の方へと押込んで行く。この際、発泡性樹脂は、より抵抗の少ない方向へ向かって発泡して行く。この場合には、発泡性樹脂は、先ず、上下方向よりも重力による抵抗が少なく、また、形状がより単純な横方向へ向かって発泡して行く。

そして、発泡性樹脂が横方向へ発泡して直管部の両端の受口部１３との境界部分に達すると、図５（ｂ）に示すように、境界部分に設けた堰止部２１によって堰止められると共に、堰止部２１に沿って上方へ発泡して行く。これは、堰止部２１の内部は他の部分よりも容積（断面形状）が大きく、まだ非発泡性樹脂１５が完全には充填しきっていないため、抵抗が最も少なくなっているからである。なお、堰止部２１を設けていない場合には、非発泡性樹脂１５は、そのまま境界部分を越えて受口部１３の内部へと侵入してしまうことになる。

その後、図５（ｃ）に示すように、発泡性樹脂は、堰止部２１の内部と、直管部の内部とを、並行して上方へ発泡して行き、枝管と受口部１３との境界部分に達すると、図５（ｄ）に示すように、発泡性樹脂は、枝管と受口部１３との境界部分の堰止部２１によって堰止められ、堰止部２１に沿って横方向へと発泡することになる。ここで、堰止部２１は、全体（或いは合計）で容量を最適に設定されているため、発泡性樹脂の発泡はこの堰止部２１の内部で終了し、堰止部２１を越えて上方の受口部１３の内部へ侵入することはない。

以上により、断熱層付き管継手１７は、継手本体１２の内部のみに対して、しかも、欠落部分を生じることなく断熱材層１６が形成されると共に、受口部１３には断熱材層１６が入り込まない理想的なものとなる。

ここで、チーズ部材２５は、形状が複雑であるため（特に、分岐部分）、堰止部２１を設けていない場合には、断熱材層１６を最適に形成するのが最も難しいものである。即ち、既に図６を用いて説明したように、直管部の両端の受口部３で断熱材層５のハミ出しを生じ易く（ハミ出部８）、しかも同時に、枝管の受口部３で断熱材層５の欠落部分７を生じ易い。これに対し、堰止部２１を設けたこの実施例のチーズ部材２５の場合には、図１に示すように、断熱材層１６のハミ出しや欠落部分の発生をなくすことができる。

また、図３に示す９０度屈曲のエルボ部材２６は、堰止部２１を設けないと、既に図７を用いて説明したように、受口部３で断熱材層５のハミ出しを生じ易く（ハミ出部８）、また、図４に示す４５度屈曲のチーズ部材２５は、堰止部２１を設けないと、既に図８を用いて説明したように、図７と同様のハミ出し（ハミ出部８）と同時に、受口部３どうしが近接して継手本体２が側面視鋭角状となっている部分で断熱材層５の欠落部分７を生じ易い。これに対し、堰止部２１を設けたこの実施例のエルボ部材２６の場合には、図３、図４に示すように、断熱材層１６のハミ出しや欠落部分の発生をなくすことができる。

（効果４）
非発泡性樹脂１５を、無色または有色の、透明または半透明な樹脂で構成することにより、外側から内部の様子を透視することが可能となる。これにより、断熱材層１６の形成状態（製品品質）や、受口部１３に対する管部材の嵌合状態および接着状態（施工品質）を外側から目視確認することができるようになる。

なお、断熱層付き管継手１７の非発泡性樹脂１５を、不透明樹脂で構成した場合には、断熱材層１６の状態を外部から目視確認することができないため、そのままでは品質保証を行うことが難しいので、製品化は難しいが、この実施例のように堰止部２１を設けるようにすれば、非発泡性樹脂１５を不透明樹脂とした場合であっても、断熱材層１６が堰止部２１で確実に堰止められることになるので、品質保証を行うことが可能となり、不透明樹脂製の断熱層付き管継手１７を安心して製品化することが可能となる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

空調設備のドレン管路以外の管路にも、断熱が必要な管路に対して広く適用することができる。

１２継手本体
１３受口部
１４段差部（境界部分）
１５非発泡性樹脂
１６断熱材層
１７断熱層付き管継手
２１堰止部
２２容積拡大部
２５チーズ部材
２６エルボ部材

Claims

管状の継手本体と、該継手本体の開口部に一体に形成された受口部とを有し、
前記継手本体および受口部が、非発泡性樹脂によって主に構成されると共に、該非発泡性樹脂の内部に発泡性樹脂を発泡させて成る断熱材層が封入された断熱層付き管継手であって、
前記継手本体と受口部との境界部分に、前記断熱材層を境界部分で堰止可能な堰止部が設けられたことを特徴とする断熱層付き管継手。
前記堰止部が、継手本体と受口部との境界部分に沿って外方へ突設された容積拡大部であることを特徴とする請求項１記載の断熱層付き管継手。
前記継手本体が分岐管形状とされ、前記分岐管形状の継手本体の３箇所の開口部に受口部がそれぞれ設けられたチーズ部材に対し、前記堰止部が設けられるか、或いは、前記継手本体が曲管状とされ、前記曲管状の継手本体の２箇所の開口部に受口部がそれぞれ設けられたエルボ部材に対し、前記堰止部が設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の断熱層付き管継手。
前記非発泡性樹脂が、内部を透視可能な、無色または有色の、透明または半透明な樹脂で構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の断熱層付き管継手。