JP2014025575A - チューブの連結構造、及びチューブの連結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な連結強度を維持した状態で、コストを低減することのできるチューブの連結構造、及びチューブの連結方法を提供する。
【解決手段】押出成形したチューブを所要長さにカットして、全長にわたって略同じ内外径の樹脂製スリーブ３を製作しておき、樹脂製スリーブ３と同じ材料からなる２つの樹脂製チューブ２、２の管端部５、５の外周に、当該樹脂製スリーブ３と、高離型性材料からなる離型リング４とを嵌め込み、加熱装置によって加熱して、両管端部５、５と樹脂製スリーブ３を溶着させて連結チューブとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製チューブを溶着によって連結するための連結構造、及びその連結方法に関し、特に、半導体の製造工程や化学工業等において薬液配管を構築する樹脂製チューブを連結するための連結構造及び連結方法に関するものである。

半導体の製造工程における薬液配管を構築するために、耐食性に優れるフッ素樹脂製のチューブが広く用いられている。２つの樹脂製チューブを連結するには、それらの管端部同士を突き合わせた状態で、両管端部を融点以上に加熱して溶着する方法がある。しかし、両管端部の溶着だけでは連結部分が強度不足となるため、樹脂製継手を介した各種の連結構造が知られている（例えば特許文献１〜４参照）。かかる樹脂製継手による連結構造によって、ポンプやバルブなどの流体機器等が連結される。

特許文献１には、樹脂製継手の外周にハウジングを設け、樹脂製継手の内周部分に形成した接合部に樹脂製チューブの端面を当接させ、当該ハウジングを介して接合部を加熱して、樹脂製継手と樹脂製チューブとを接合する構造が記載されている。特許文献２には、樹脂製継手の内周部分に形成した接合部に樹脂製チューブの端面を当接させ、加熱時に流体を流して低い温度を維持しつつ、樹脂製継手と樹脂製チューブとを接合する方法が記載されている。

特許文献３には、樹脂製継手の内周部分に形成した接合部と樹脂製チューブの端面との間に所要の隙間を形成し、加熱時にその隙間を埋めるようにして接合する構造が記載されている。特許文献４には、内周部分に接合部を形成した樹脂製継手と外周面にバリア層を形成した樹脂製チューブとの接合構造が記載されている。この接合構造では、樹脂製チューブの端部分のバリア層を切削によって除去した状態で、樹脂製継手の接合部に樹脂製チューブの端面を当接させて接合するものとしている。

特許文献５には、樹脂製継手の内周部分に形成した接合部と樹脂製チューブの端面との当接部分から熱源を離間させ、輻射熱によって溶着する方法が記載されている。特許文献６には、樹脂製継手をクランパによって位置決め保持した状態で、加熱部によって樹脂製継手と樹脂製チューブを溶着する溶着装置が記載されている。

特開２００４−１００７６７号公報 特開２００６−２５０３０８号公報 特開２００７−２３９９７３号公報 特開２０１０−１５１１９４号公報 特開２００７−２７８３９６号公報 特開２００８−６９８８０号公報

樹脂製継手と樹脂製チューブとを接合するための特許文献１〜４に記載の接合構造では、２つの樹脂製チューブ同士を連結するためには、これらを繋ぐための当該樹脂製継手が必須である。特許文献５及び特許文献６でも同様であり、樹脂製継手を用いることによって２つの樹脂製チューブ同士を連結する。かかる構造で使用される樹脂製継手の内周部分の接合部は、樹脂製チューブを当接させるために段差状となっている。この樹脂製継手を得るには、切削加工や射出成形等によって、樹脂製チューブとは個別に成形する必要があり、コスト高になってしまうといった問題がある。

そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、十分な連結強度が維持され、かつコストを低減することのできるチューブの連結構造、及びチューブの連結方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、次の技術的手段を講じた。
即ち、本発明のチューブの連結構造は、互いに同径の管端部同士が突き合わされた２つの樹脂製チューブと、前記各樹脂製チューブと溶着可能な樹脂で形成されると共に、前記突き合わされた両管端部の外周に設けられた樹脂製スリーブと、を備え、前記樹脂製スリーブは、全長にわたって略同じ内外径で形成されており、前記各樹脂製チューブの管端部と前記樹脂製スリーブとが互いに溶着状態となって当該２つの樹脂製チューブが互いに連結されていることを特徴とする。

上記本発明のチューブの連結構造では、両管端部の外周に設けた樹脂製スリーブを使用して樹脂製チューブを連結するが、この樹脂製スリーブは全長にわたって略同じ内外径で形成されている。そのため、例えば長いチューブを所要長さにカットするだけでこの樹脂製スリーブを得ることができる。従って、樹脂製スリーブを、切削加工や射出成形によって個別に製作する場合に比べてコストを低減させることができる。また、各樹脂製チューブの管端部と樹脂製スリーブとが互いに溶着状態となっていることにより、２つの樹脂製チューブ同士を強固に連結することができる。

更に、前記２つの樹脂製チューブの管端部同士が互いに溶着状態となっていることが好ましい。各樹脂製チューブと樹脂製スリーブが溶着状態となっていることに加えて、２つの樹脂製チューブの管端部同士も互いに溶着状態となっていることで、連結強度を向上させることができる。

前記樹脂製スリーブの外周に、当該樹脂製スリーブよりも高い離型性を有する離型リングが設けられていてもよい。各樹脂製チューブの管端部と樹脂製スリーブを溶着する際に、加熱装置等の熱源を使用して加熱するが、熱源と樹脂製スリーブが固着してしまう場合がある。高い離型性を有する離型リングが樹脂製スリーブの外周に設けられていれば、熱源と樹脂製スリーブとの固着を防止することができる。

前記樹脂製スリーブに対して前記離型リングを位置決めする位置決め手段を、当該樹脂製スリーブや当該離型リングに設けてもよい。この位置決め手段の存在により、例えば樹脂製スリーブの中央部分に対して離型リングの中央部分を簡単に位置決めでき、作業性を向上させることができる。

本発明のチューブの連結方法は、互いに同径の２つの樹脂製チューブの管端部同士を突き合わせる突合工程と、前記各樹脂製チューブと溶着可能な樹脂で形成され、かつ全長にわたって略同じ内外径を有する樹脂製スリーブを、前記突き合わされた両管端部の外周に設けるスリーブ装着工程と、前記樹脂製スリーブの外周に、当該樹脂製スリーブよりも高い離型性を有する離型リングを設ける離型リング装着工程と、前記離型リングの外周側に設置した熱源によって、前記各樹脂製チューブの管端部及び前記樹脂製スリーブを加熱し、当該両管端部と当該樹脂製スリーブとを互いに溶着状態として当該２つの樹脂製チューブ同士を互いに連結する溶着工程とを含むことを特徴とする。

上記本発明のチューブの連結方法では、両管端部の外周に設けた樹脂製スリーブを使用して樹脂製チューブを連結するが、この樹脂製スリーブは全長にわたって略同じ内外径で形成されている。そのため、例えば長いチューブを所要長さにカットするだけで樹脂製スリーブを得ることができる。従って、樹脂製スリーブを、切削加工や射出成形によって個別に製作する場合に比べてコストを低減させることができる。また、各樹脂製チューブの管端部と樹脂製スリーブとを互いに溶着状態とすることにより、２つの樹脂製チューブ同士を強固に連結することができる。更に、樹脂製スリーブよりも高い離型性を有する離型リングを設けるので、熱源と樹脂製スリーブとの固着を防止することができる。

前記樹脂製スリーブは、押出成形したチューブを加熱し少なくとも径方向に延伸させたものであってもよい。この場合、樹脂製スリーブを加熱した際に、当該樹脂製スリーブが収縮して両管端部に密着し、溶着状態を向上させることができる。

上記の通り、本発明によれば、樹脂製スリーブが全長にわたって略同じ内外径で形成されているので製作し易く、コストを低減させることができる。各樹脂製チューブの管端部と樹脂製スリーブとが互いに溶着状態となっていることにより、２つの樹脂製チューブ同士を強固に連結することができる。

本発明の一実施形態にかかるチューブの連結構造を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態にかかるチューブの連結方法を説明するための図である。 加熱装置を設置した状態の断面模式図である。 図３のＡ−Ａ線断面模式図である。 溶着された状態の断面模式図である。 （ａ）は他の位置決め手段を示す断面図であり、（ｂ）は樹脂製チューブの管端部の２つの変形例を示す断面図であり、（ｃ）は樹脂製チューブの管端部の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるチューブの連結構造１を示す断面図である。本実施形態のチューブの連結構造１は、半導体の製造工程や化学工業における薬液配管の構築に使用されるものであり、２つの樹脂製チューブ２、２と、その外周に設けられた樹脂製スリーブ３と、更にその外周に設けられた離型リング４とで構成されている。各樹脂製チューブ２の一部及び樹脂製スリーブ３が加熱され互いに溶着されることによって、当該２つの樹脂製チューブ２、２同士が互いに連結される。なお、図１は樹脂製チューブ２の連結前の状態を示している。

本実施形態で用いられている各樹脂製チューブ２は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）で形成されており、例えば押出成形法によってＪＩＳ規格等に沿った管径で成形されたものである。各樹脂製チューブ２の管端部５の端面５ａは、軸方向と直交する方向に沿ってカットされている。一方の樹脂製チューブ２の管端部５と、他方の樹脂製チューブ２の管端部５とが互いに突き合わされて、これらの端面５ａ、５ａ同士が合わされている。

２つの樹脂製チューブ２、２の管端部５、５の外周に設けられた樹脂製スリーブ３は、樹脂製チューブ２と同じ材料であるＰＦＡで円筒状に形成されている。この樹脂製スリーブ３は、例えば押出成形法によって成形された長いチューブを所要長さにカットして得られたものであり、全長にわたって略同じ内外径を有している。なお、押し出されたチューブをカットした後、更に切削加工によって内外径を調整して成形してもよい。このように、樹脂製スリーブ３は、予め長いチューブを成形しておき、それをカットするだけで製作できることから、製作の手間が簡略化でき、切削加工等で製作するよりも製作時間を短縮することができる。

樹脂製スリーブ３は、各樹脂製チューブ２の外周でスライド可能であり、かつその外周にぴったりと嵌るような内径ｄ３を有している。これにより、樹脂製スリーブ３を樹脂製チューブ２の外周をスライドさせ、両管端部５の位置で止めた状態では自在に動かないようになっている。

樹脂製スリーブ３の外周に設けられた離型リング４は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で形成されたものであり、樹脂製スリーブ３よりも高い離型性を有している。この離型リング４は、押出成形法によって成形されたＰＴＦＥ製の長いチューブをカットし、更に切削加工によって内外径等を調整して得られたものである。離型リング４は、樹脂製スリーブ３の幅ｈ１よりも少し大きめの幅ｈ２で形成されている。

離型リング４の片端部４ａには、位置決め手段として径内方向へ突出する突起８が形成されている。突起８の存在によって、スライドさせた離型リング４を樹脂製スリーブ３に対して最適な位置で止めることができる。突起８の幅ｈ３及び厚みｔ４は、離型リング４をスライドさせた際に当該突起８の欠損を生じさせない程度の寸法である。図１のように、離型リング４は、樹脂製スリーブ３の軸方向範囲の全てを覆うような位置に設けられている。従って、樹脂製スリーブ３が溶融した際に、当該樹脂製スリーブ３の樹脂が離型リング４の径外側へ露出しないようになっている。

なお、仮に位置決め手段としての突起８を形成しない場合には、離型リング４の製作コストを低減できる。その理由は、押出成形法によって成形されたチューブをカットするだけで完成品とすることができれば、後加工を要しない分だけ製作の手間が簡略化でき、製作時間を短縮することができるからである。

樹脂製スリーブ３の外周上で離型リング４をスライドさせ、離型リング４の突起８が樹脂製スリーブ３の片端部３ａに当接することによって、樹脂製スリーブ３に対して離型リング４が位置決めされる。このような位置決め手段は本実施形態のものに限定されず、例えば図６（ａ）に示すように、離型リング４の内周に突起１０を形成すると共に、樹脂製スリーブ３の外周に窪み１１を形成したものであってもよい。この場合、離型リング４の突起１０が樹脂製スリーブ３の窪み１１に嵌りこんだ箇所で、スライドさせるのを止めれば、離型リング４を樹脂製スリーブ３に対して最適な箇所に位置させることができる。

上記の通り本実施形態の樹脂製チューブ２及び樹脂製スリーブ３は、いずれもＰＦＡで形成され、離型リング４はこれとは異なる材料のＰＴＦＥで形成されている。樹脂製チューブ２及び樹脂製スリーブ３を形成する材料は限定されるものではなく、これら樹脂製チューブ２と樹脂製スリーブ３が溶融したときに互いに溶着可能な材料であればよい。

従って、樹脂製チューブ２と樹脂製スリーブ３は、互いに異なる材料からなるものであっても、これらが互いに溶着可能であればよい。樹脂製チューブ２及び樹脂製スリーブ３を形成するために用いるフッ素樹脂はＰＦＡに限られず、その他ＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の公知の樹脂でもよい。

更に、フッ素樹脂以外の公知の樹脂材料を用いて樹脂製チューブ２、樹脂製スリーブ３を形成してもよい。かかる樹脂材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン等のオレフィン樹脂、６ナイロン、６６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン等のアミド樹脂、塩化ビニル樹脂等のビニル樹脂が挙げられる。これらの材料を選択するにあたっては、チューブ内を流通する流体の種類、流体の温度、チューブからの溶出、周囲の温度環境等に加えて、共に使用されるポンプやバルブなどの流体機器と併せて考慮すればよい。

離型リング４を形成する材料も限定されない。樹脂製スリーブ３に対する離型性は要求されないが、加熱装置の例えばヒーターを構成する金属類に対する離型性を有するものが選択される。樹脂製スリーブ３よりも高い離型性を有する離型リング４を、当該樹脂製スリーブ３とヒーター等との間に介在させれば、両者間の固着を防止することができる。

従って、樹脂製スリーブ３と離型リング４は、互いに同じ材料からなるものであってもよいが、離型リング４には、溶融後の樹脂製スリーブ３や樹脂製チューブ２を加熱装置から容易に離間させられる離型性が要求される。この点から離型リング４として本実施形態のＰＴＦＥが好適に用いられる。

離型リング４を形成するために用いるフッ素樹脂はＰＴＦＥに限られず、その他ＰＦＡ、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の公知の樹脂でもよい。さらに、フッ素樹脂以外の公知の樹脂材料を用いて離型リング４を形成してもよい。このような樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン等のポリオレフィン樹脂等が好適である。これらの材料を選択するにあたっては、チューブの材料、周囲の温度環境等に加えて、共に使用されるポンプやバルブなどの流体機器と併せて考慮すればよい。

樹脂製チューブ２の外径ｄ１、内径ｄ２及び厚みｔ１は、例えばインチ系規格の呼び径で１／８“、１／４“、３／８“、１／２“、３／４“、１“、・・・、ミリ系規格の呼び径で３、４、６、８、１０、・・・に適合した寸法となっている。樹脂製スリーブ３の内径ｄ３は、樹脂製チューブ２の外径ｄ１に合わせて当該樹脂製チューブ２にぴったり嵌め込める寸法が好ましい。樹脂製スリーブ３の厚みｔ２、外径ｄ５及び幅ｈ１は、当該樹脂製スリーブ３を加熱によって溶融させたときに、２つの樹脂製チューブ２、２の管端部５、５の境界部分９を覆い込んで、当該両管端部５、５同士を確実に連結できる寸法とされる。

具体的には、樹脂製スリーブ３の厚みｔ２は、樹脂製チューブ２の厚みｔ１に対して下記の関係式を満たしていることが好ましい。
ｔ２／ｔ１＝０．３〜２．０（より好ましくは０．５〜１．５）
樹脂製スリーブ３の厚みｔ２と樹脂製チューブ２の厚みｔ１がこの関係式を満たしていることによって、加熱した際に、両管端部５、５と樹脂製スリーブ３とが溶融状態で良好に混ざり合い、２つの樹脂製チューブ２、２同士を確実に連結することができる。更に、連結部分の径内側への膨れも防止することができ、チューブ内を流れる流体の抵抗を低減させることができる。

樹脂製スリーブ３の幅ｈ１は、樹脂製チューブ２の厚みｔ１に対して下記の関係式を満たしていることが好ましい。
ｈ１／ｔ１＝２〜１５（より好ましくは４〜８）
樹脂製スリーブ３の幅ｈ１と、樹脂製チューブ２の厚みｔ１とがこの関係式を満たしていることによって、施工不良を防止でき、樹脂製スリーブ３の大きさを制限することによって使用する樹脂量を抑えることができる。

離型リング４の内径ｄ４は、樹脂製スリーブ３の外径ｄ５に合わせて当該樹脂製スリーブ３に嵌め込める寸法である。離型リング４の厚みｔ３、外径ｄ６及び幅ｈ２は、樹脂製スリーブ３を溶融させたときに加熱装置に接触させず、樹脂製スリーブ３や樹脂製チューブ２を加熱装置に固着させない寸法とされる。

具体的には、離型リング４の厚みｔ３、幅ｈ２は、樹脂製スリーブ３の厚みｔ２、幅ｈ１との関係で以下の関係式を満たしていることが好ましい。
ｔ３／ｔ２＝０．１〜１．０（より好ましくは０．３〜０．６）
ｈ２／ｈ１＝１．０〜１．５（より好ましくは１．１〜１．３）

図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態にかかるチューブの連結方法を説明するための図であり、図３は加熱装置１３を設置した状態の断面模式図である。図４は図３のＡ−Ａ線断面図を示している。チューブの連結構造１を得るための本実施形態のチューブの連結方法は、互いに同径の２つの樹脂製チューブ２、２の管端部５、５同士を突き合わせる突合工程と、各樹脂製チューブ２と溶着可能な樹脂で形成され、かつ全長にわたって略同じ内外径を有する樹脂製スリーブ３を、突き合わされた両管端部５、５の外周に設けるスリーブ装着工程と、樹脂製スリーブ３の外周に当該樹脂製スリーブ３よりも高い離型性を有する離型リング４を設ける離型リング装着工程と、離型リング４の外周側に設置した熱源としての加熱装置１３によって、各樹脂製チューブ２の管端部５及び樹脂製スリーブ３を加熱し、当該両管端部５、５と当該樹脂製スリーブ３とを互いに溶着状態として当該２つの樹脂製チューブ２、２同士を互いに連結する連結工程とを含む。なお、必要に応じてこれらの工程以外の工程を適宜含めることができる。

予め、一方の樹脂製チューブ２の外周に樹脂製スリーブ３と離型リング４を嵌めておく。図２（ａ）のように一方の樹脂製チューブ２の管端部５と他方の樹脂製チューブ２の管端部５を、図示しない固定治具で固定した状態で突き合わせ、突き合わされた管端部５、５の境界部分９に樹脂製スリーブ３の軸方向略中央がくるように当該樹脂製スリーブ３をスライドさせ、当該樹脂製スリーブ３を両管端部５、５の外周に装着する。続いて、予め樹脂製チューブ２の外周に嵌め込んでおいた離型リング４を、位置決め手段である突起８が当接するまで樹脂製スリーブ３の外周にスライドさせて装着し、図２（ｂ）の状態とする。

以上のようにして、突き合わせた２つの樹脂製チューブ２、２の管端部５、５に、樹脂製スリーブ３及び離型リング４を装着し、続いて加熱装置１３によって両管端部５、５及び樹脂製スリーブ３を加熱して溶融させる。加熱装置１３は、樹脂製チューブ２と樹脂製スリーブ３の材料を溶融できる加熱能力を有していればよい。本実施形態の加熱装置１３には、各樹脂製チューブ２を樹脂製スリーブ３の両側で固定するクランプ１４と、離型リング４の外周側に位置する熱源としてのヒーター１５と、図示しない冷却器や温度調節器等が備えられており、両樹脂製チューブ２、２を保持した状態で所定温度に加熱できるようになっている。

クランプ１４は、樹脂製スリーブ３及び離型リング４の両側で各樹脂製チューブ２を保持できるように開閉可能となっている。ヒーター１５は、図４のように２つ割の分割体１５ａ、１５ｂで構成されて円筒状となっており、クランプ１４と同様に開放状態から保持状態へ開閉可能となっている。なお、ヒーターの形状を限定するものではなく、３分割以上の分割体で構成してもよい。冷却器は、内部に水路をもつ水冷方式のものでもよく、外部から空気を吹きかける空冷方式のものでもよい。

クランプ１４とヒーター１５を開いて、樹脂製スリーブ３及び離型リング４を装着した各樹脂製チューブ２をこれらに載置し、クランプ１４及びヒーター１５を閉じて各樹脂製チューブ２等を保持する。ヒーター１５を昇温させて両管端部５、５及び樹脂製スリーブ３を所定時間加熱して溶着し、冷却器によって冷却後、クランプ１４及びヒーター１５を開いて、図５に示す連結された連結チューブ２０を取り出す。その際、離型リング４の存在により、連結チューブ２０とヒーター１５が固着することはなく、当該連結チューブ２０を容易に取り出すことができる。また、ヒーター１５の内壁１５ｎと離型リング４との間には若干の隙間を形成しておく。隙間を形成しておいた方が各樹脂製チューブ２の管端部５及び樹脂製スリーブ３を全体にわたって均一に加熱できるからである。

以上のようにして、各樹脂製チューブ２の管端部５及び樹脂製スリーブ３を加熱して、当該両管端部５、５と当該樹脂製スリーブ３とを互いに溶着し、連結チューブ２０とする。本実施形態のように各樹脂製チューブ２及び樹脂製スリーブ３がＰＦＡからなる場合には、３４０℃〜３６０℃で加熱してＰＦＡを溶融させる。加熱温度は、樹脂製チューブ２、樹脂製スリーブ３、及び離型リング４の構成材料の融点を考慮して決定する。加熱温度には、樹脂製チューブ２と樹脂製スリーブ３が十分に溶融し、かつ離型リング４が溶着しない温度が選択される。また、溶着工程での加熱に際し、一定温度で加熱してもよく、温度勾配をつけて加熱してもよい。

加熱中、各樹脂製チューブ２の管端部５と樹脂製スリーブ３からなる図３の破線で示す溶融領域１８は融点以上まで加熱されて溶融状態となり、溶融された各管端部５の樹脂と、溶融された樹脂製スリーブ３の樹脂が混ざり合う。更に、溶融された２つの管端部５の樹脂も混ざり合う。その状態で冷却されると、各樹脂製チューブ２の管端部５と樹脂製スリーブ３が図５のように一体化し、一方の樹脂製チューブ２と他方の樹脂製チューブ２とが強固に連結される。溶着工程後も、ＰＴＦＥからなる離型リング４は、最初の形状を保っている。なお、離型リング４は、連結チューブ２０に付いたままでもよく、取り除いてもよい。連結後の離型リング４は、連結状態や流体の流通機能に全く寄与しないからである。

上記本実施形態のチューブの連結構造及び連結方法では、両管端部５、５の外周に設けた樹脂製スリーブ３を使用して樹脂製チューブ２を連結するが、この樹脂製スリーブ３は全長にわたって略同じ内外径で形成されている。そのため、例えば長いチューブを所要長さにカットするだけで樹脂製スリーブ３を得ることができる。従って、樹脂製スリーブ３を、切削加工等によって個別に製作する場合に比べ、コストを低減させることができる。また、各樹脂製チューブ２の管端部５と樹脂製スリーブ３とが互いに溶着状態となって一体化していることにより、２つの樹脂製チューブ２、２同士が強固に連結された連結チューブ２０を得ることができる。

樹脂製スリーブ３よりも高い離型性を有する離型リング４が設けられているので、加熱装置１３のヒーター１５と樹脂製スリーブ３や樹脂製チューブ２との固着を防止することができる。樹脂製スリーブ３に対して離型リング４を位置決めする突起８が設けられているので、例えば樹脂製スリーブ３の中央部分に対して離型リング４の中央部分が位置決めされ、作業性を向上させることができる。

上記実施形態に係るチューブの連結構造に従って、樹脂製チューブ、樹脂製スリーブ及び離型リングをそれぞれ実施例１及び実施例２として２セット用意し、それぞれの連結チューブを製作した。各部材の寸法を表１に示す。溶着温度は上記の実施形態に係るチューブの連結方法と同じ３４０℃〜３６０℃とした。連結チューブの製作後、引張試験機にチューブを固定し引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行った。

実施例１及び実施例２とも図５に示すような溶着状態となっており、両樹脂製チューブ同士が強固に連結していた。引張試験の結果は、実施例１で１３９０N、実施例２で２１２０Nの引張強度で、連結部分以外のチューブが切断し連結部分の損傷はなかった。

上記実施形態及び実施例は本発明に係るチューブの連結構造及びチューブの連結方法を例示したものである。上記本実施形態では、チューブをカットした樹脂製スリーブをそのまま使用しているが、カットしたチューブを加熱し拡径変形させたものを樹脂製スリーブ３とし、これを突き合わせた両管端部の外周に装着してもよい。押出成形されたフッ素樹脂チューブは、軸方向や径方向に延伸することで熱収縮性が付与される。この熱収縮性を有するフッ素樹脂スリーブを本発明の樹脂製スリーブとし、これを両管端部に装着すれば、溶着工程で加熱した際に当該樹脂製スリーブが収縮して、両管端部に密着し、溶着状態を向上させることができる。フッ素樹脂スリーブの延伸倍率は、所望の熱収縮率に応じて設定することができ、例えば軸方向及び径方向とも１．０〜２．０倍が好ましい。

樹脂製チューブ、樹脂製スリーブ及び離型リングは、それぞれ１層構造でも、２層以上の複層構造でもよく、外周にコーティングを施したものであってもよい。樹脂製チューブや樹脂製スリーブの高温クリープ特性を調整して溶着状態を向上させてもよい。良好な溶着状態となる高温クリープ特性を設定し、そのクリープ特性に応じたＭＦＲ（メルトフローレート）や分子量分布をもつ樹脂を選択すればよい。また、図６（ｂ）に示すように樹脂製チューブの端面を傾斜させることや、凹凸を設けることで、接触面積を増やすようにして溶着し易くしてもよい。図６（ｃ）のように、両樹脂製チューブの管端部の内側コーナーを切り取るようにして、突き合わせた状態で凹部２１を形成してもよい。この場合、溶融した樹脂が凹部２１へ逃げて内方への膨れを防ぐことができる。

１ チューブの連結構造
２ 樹脂製チューブ
３ 樹脂製スリーブ
４ 離型リング
５ 管端部
８、１０ 突起
９ 境界部分
１３ 加熱装置
１４ クランプ
１５ ヒーター
２０ 連結チューブ
ｄ１ 樹脂製チューブの外径
ｄ２ 樹脂製チューブの内径
ｄ３ 樹脂製スリーブの内径
ｄ４ 離型リングの内径
ｄ５ 樹脂製スリーブの外径
ｄ６ 離型リングの外径
ｔ１ 樹脂製チューブの厚み
ｔ２ 樹脂製スリーブの厚み
ｔ３ 離型リングの厚み
ｈ１ 樹脂製スリーブの幅
ｈ２ 離型リングの幅

Claims (6)

1. 互いに同径の管端部同士が突き合わされた２つの樹脂製チューブと、
   前記各樹脂製チューブと溶着可能な樹脂で形成されると共に、前記突き合わされた両管端部の外周に設けられた樹脂製スリーブと、を備え、
   前記樹脂製スリーブは、全長にわたって略同じ内外径で形成されており、
   前記各樹脂製チューブの管端部と前記樹脂製スリーブとが互いに溶着状態となって当該２つの樹脂製チューブが互いに連結されていることを特徴とするチューブの連結構造。
2. 前記２つの樹脂製チューブの管端部同士が互いに溶着状態となっていることを特徴とする請求項１に記載のチューブの連結構造。
3. 前記樹脂製スリーブの外周に、当該樹脂製スリーブよりも高い離型性を有する離型リングが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチューブの連結構造。
4. 前記樹脂製スリーブに対して前記離型リングを位置決めする位置決め手段が、当該樹脂製スリーブ及び／又は当該離型リングに設けられていることを特徴とする請求項３に記載のチューブの連結構造。
5. 互いに同径の２つの樹脂製チューブの管端部同士を突き合わせる突合工程と、
   前記各樹脂製チューブと溶着可能な樹脂で形成され、かつ全長にわたって略同じ内外径を有する樹脂製スリーブを、前記突き合わされた両管端部の外周に設けるスリーブ装着工程と、
   前記樹脂製スリーブの外周に、当該樹脂製スリーブよりも高い離型性を有する離型リングを設ける離型リング装着工程と、
   前記離型リングの外周側に設置した熱源によって、前記各樹脂製チューブの管端部及び前記樹脂製スリーブを加熱し、当該両管端部と当該樹脂製スリーブとを互いに溶着状態として当該２つの樹脂製チューブ同士を互いに連結する溶着工程と、
   を含むことを特徴とするチューブの連結方法。
6. 前記樹脂製スリーブは、押出成形したチューブを加熱し少なくとも径方向に延伸させたものであることを特徴とする請求項５に記載のチューブの連結方法。

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