JP2014190513A - 電気融着継手 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂管を継手筒に容易に固定できるようにして、取り付け作業性を向上させることのできる電気融着継手を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂製の継手筒２の受口部４の内周に電熱線５を埋設する。継手筒２の軸方向の端部には、内側に樹脂管３を挿入した状態で縮径可能な締め付け帯部８を設ける。締め付け帯部８の延出方向の両側には、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂを設ける。第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂには、締め付け帯部８を縮径状態で固定するための係合歯を設ける。締め付け帯部８と第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂは継手筒２と一体に樹脂によって形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱可塑性樹脂製のガス管や水道管等の樹脂管の接合に用いられる電気融着継手に関する。

熱可塑性樹脂から成る一対の樹脂管を接続する継手として電気融着継手が知られている。電気融着継手は、熱可塑性樹脂製の略円筒状の継手筒に樹脂管の端部を嵌入するための受口部が設けられるとともに、その受口部の内周に電熱線等の電気加熱要素が埋設されている。一対の樹脂管を接続する場合には、各樹脂管の端部を継手筒の受口部に嵌入し、その状態で各受口部の電気加熱要素を加熱することにより、受口部の内周面とそれに接する樹脂管の外周面との間を融着する。

ところで、このような電気融着継手によって一対の樹脂管を接続する場合、各受口部と樹脂管の外周面との間を均一に融着するために、電気加熱要素による加熱の開始後に一定の融着強度が得られるまでの間、熱応力や熱変形に抗して継手筒と樹脂管の間を強固に固定しておく必要がある。
この対策として、継手筒の各受口部の縁部と樹脂管の外周面との間をクランプ装置を用いて固定するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の電気融着継手は、継手筒の受口部の周縁部から支持片を軸方向に突出させ、継手筒の受口部に端部を嵌入した樹脂管の外周面に支持片を沿わせ、その支持片を樹脂管の外周面とともにクランプ装置で挟持固定するようになっている。クランプ装置は、半円状の一対の金具が開閉可能にヒンジ結合され、両金具の自由端側の端縁がボルト・ナットによって締結固定される。

特開２０１１−１１７５６３号公報

しかし、この従来の電気融着継手は、継手筒の受口部に嵌入された樹脂管を継手筒に強固に固定できるようにはなるものの、継手筒と別体の金具を用意してボルト・ナットによって締結作業を行わなければならい。このため、従来の電気融着継手を用いる場合には、継手筒に対する樹脂管の取り付け作業が煩雑になり、作業に多くの時間を要するうえに狭いスペース等での作業が困難であった。

そこでこの発明は、樹脂管を継手筒に容易に固定できるようにして、取り付け作業性を向上させることのできる電気融着継手を提供しようとするものである。

この発明に係る電気融着継手は、内臓された電気加熱要素によって熱可塑性樹脂製の樹脂管に熱融着される電気融着継手であって、前記樹脂管が嵌入される受口部を有し、当該受口部の内周に前記電気加熱要素が埋設された熱可塑性樹脂製の継手筒と、前記継手筒の軸方向の端部に配置されて前記受口部に嵌入された樹脂管を挟持固定する挟持手段と、を備え、前記挟持手段は、内側に前記樹脂管を挿入した状態で縮径可能な締め付け帯部と、当該締め付け帯部を縮径状態で固定可能な係止部と、を有し、前記締め付け帯部と前記係止部とが前記継手筒と一体に樹脂によって形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂管を接続する場合には、樹脂管の端部を継手筒の受口部に嵌入し、その状態で、樹脂管を、継手筒の軸方向の端部の締め付け帯部の内側に挿入する。次に、この状態において、締め付け帯部を樹脂管の外周面に締め込み、締め付け帯部を縮径状態のまま係止部によって固定する。この後、継手筒の受口部の内周側の電気加熱要素を加熱し、受口部の内周面を対応する樹脂管の外周面に熱融着する。このとき、溶融した樹脂部分で一定の融着強度が得られるまでの間、継手筒と樹脂管の間が締め付け帯部と係止部とによって固定状態に維持される。

前記締め付け帯部は、前記継手筒の軸方向の端部に、前記継手筒の円周方向の一部で接続されるようにしても良い。
この場合、締め付け帯部は、継手筒と一体に樹脂によって形成されるにも拘わらず、樹脂管の外周面に容易にかつ強固に締め込むことが可能になる。

前記締め付け帯部の延出方向の両縁部には、前記樹脂管の周域の円周方向で相互にオーバーラップする第１のラップ片と第２のラップ片が設けられ、前記第１のラップ片と前記第２のラップ片には、オーバーラップ量が増大する方向の相対変位を許容し、オーバーラップ量が減少する方向の相対変位を規制する複数の係合歯が設けられ、前記係止部が、前記第１のラップ片と前記第２のラップ片を備えた構成としても良い。
この場合、第１のラップ片と第２のラップ片のオーバーラップ量を増大させることにより、締め付け帯部を樹脂管の外周域において縮径する。この間第１のラップ片の係合歯と第２のラップ片の係合歯が相互に乗り越え、任意の位置で締め付け帯部に加える締め込み力を解除すると、締め付け帯部の樹脂の弾性復元力によって係合歯同士が係合する。この結果、樹脂管に対する締め付け帯部の締結力が維持される。

さらに、前記第１のラップ片と前記第２のラップ片の少なくとも一方には、相手ラップ片の係合歯の背部領域に当接して前記第１のラップ片の係合歯と前記第２のラップ片の係合歯の係合が解除される方向の変形を規制するガイド壁が設けられるようにしても良い。
この場合、締め付け帯部に加える締め込み力を解除した後には、係合歯の係合が解除される方向の第１のラップ片や第２のラップ片の変形がガイド壁によって規制され、係合歯同士が係合解除されなくなる。

また、前記締め付け帯部の延出方向の両端部には、前記樹脂管の外周面を締め付けた状態で相互に突き合わせられる端面が設けられ、当該端面に、嵌入方向の相対変位を許容し、離脱方向の相対変位を規制する抜け規制構造を有する凹凸嵌合部が設けられ、当該凹凸嵌合部によって前記係止部が構成されるようにしても良い。

この発明によれば、受口部に嵌入された樹脂管を挟持固定する挟持手段が、内側に樹脂管を挿入した状態で縮径可能な締め付け帯部と、当該締め付け帯部を縮径状態で固定可能な係止部と、を有し、締め付け帯部と係止部とが継手筒と一体に樹脂によって形成されているため、樹脂管を締め付け帯部と係止部とによって受け口部に容易に固定することができる。したがって、この発明によれば、電気融着継手の取り付け作業性が向上する。

この発明の第１の実施形態の電気融着継手を軸方向に沿って断面にした半断面図である。 この発明の第１の実施形態の電気融着継手の斜視図である。 この発明の第１の実施形態の電気融着継手の端面図である。 この発明の第２の実施形態の電気融着継手の一部を断面にした端面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図３に示すこの発明の第１の実施形態について説明する。
この実施形態の電気融着継手１は、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂によって略円筒状の継手筒２が形成され、その継手筒２の軸方向の両側の内周部が受口部４とされている。各受口部４には、それぞれ接続すべき樹脂管３の端部が嵌入される。樹脂管３は、継手筒２と同様にポリエチレン等の熱可塑性樹脂によって形成されている。接続する２本の樹脂管３，３は、継手筒２の対応する受口部４に嵌入された状態において、相互の端面が継手筒２の内部で対向する。

継手筒２の各受口部４の内周面には、電気加熱要素である電熱線５が軸方向の所定範囲に亙って埋設されている。各電熱線５には、継手筒２の外周上に突設された給電端子６を通して必要時に電力が供給される。

継手筒２の軸方向の両側の端部には、軸方向外側に突出する接続片７が延設され、その各接続片７に正面視が略Ｃ字状の締め付け帯部８が一体に連設されている。締め付け帯部８は、樹脂管３の外径よりも大きい略Ｃ字状の円弧形状に形成され、円周方向の略中央位置が接続片７を介して継手筒２の軸方向の端部に接続されている。締め付け帯部８は、接続片７とともに継手筒２と同じ樹脂材料によって一体に形成されている。

図２，図３に示すように、Ｃ字状に湾曲した締め付け帯部８の両縁部には、締め付け帯部８を縮径方向に変形させたときに、各受口部４に嵌入される樹脂管３の円周方向で相互にオーバーラップする第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂが一体に形成されている。第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂは、締め付け帯部８よりも肉厚の厚い略円弧状に形成され、第２のラップ片９Ｂが第１のラップ片９Ａの外周側でオーバーラップするようになっている。以下では、第１のラップ片９Ａや第２のラップ片９Ｂの各円弧形状部分の外側の面を外周面と呼び、各円弧形状部分の内側の面を内周面と呼ぶものとする。

第１のラップ片９Ａは、締め付け帯部８の一端側に連続した略円弧形状に形成され、その外周面側には、複数の係合歯１０Ａが円弧方向に並んで形成されている。また、第１のラップ片９Ａの付根部には、外周側に向かって立ち上がる支持壁１２Ａが突設され、その支持壁１２Ａの端部に、第１のラップ片９Ａの外周面に略沿って延出するガイド壁１１が延設されている。ガイド壁１１は、第１のラップ片９Ａの外周面に対して所定の隙間をもって離間している。

締め付け帯部８の他端側の端縁８ａの中途部には、径方向外側に向かって立ち上がる支持壁１２Ｂが延設されている。第２のラップ片９Ｂは、その支持壁１２Ｂの先端部側から第１のラップ片９Ａ側に向かって円弧状に延出し、その内周面側には、第１のラップ片９Ａの係合歯１０Ａと係合可能な複数の係合歯１０Ｂが円弧方向に並んで形成されている。第２のラップ片９Ｂは、締め付け帯部８の端縁８ａの外周面に対し所定の隙間をもって離間している。

ここで、第１のラップ片９Ａに形成される係合歯１０Ａと第２のラップ片９Ｂに形成される係合歯１０Ｂとは、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂのラップ量が増大する方向の相対変位を許容し、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂのラップ量が減少する方向の相対変位を規制するように全体が同様に傾斜している。
第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂの係合歯１０Ａ，１０Ｂが係合される場合には、第１のラップ片９Ａとガイド壁１１の間の隙間に第２のラップ片９Ｂが挿入され、締め付け帯部８の端縁８ａと第２のラップ片９Ｂの間の隙間に第１のラップ片９Ａが挿入される。このとき、ガイド壁１１は、第２のラップ片９Ｂの外周面（係合歯１０Ｂの背面領域）に当接し、それによって係合歯１０Ａ，１０Ｂ同士の係合が解除される方向の第２のラップ片９Ｂの変形を規制する。また、締め付け帯部８の端縁８ａは、第１のラップ片９Ａの内周面（係合歯１０Ａの背面領域）に当接し、それによって径方向内側に向かう押し付け力を第１のラップ片９Ａから受ける。
なお、この実施形態の場合、締め付け帯部８を縮径状態で固定する係止部は、第１のラップ片９Ａ、第２のラップ片９Ｂ、ガイド壁１１等によって構成され、各樹脂管３を挟持固定する挟持手段１５は、締め付け帯部８と、第１のラップ片９Ａ、第２のラップ片９Ｂ、ガイド壁１１等によって構成されている。

以上の構成の電気融着継手１によって２本の樹脂管３，３を接続する場合には、まず、２本の樹脂管３，３の各端部を継手筒２の対応する受口部４に嵌入し、継手筒２の軸方向の両側の挟持手段１５で対応する樹脂管３を挟持固定する。各挟持手段１５による樹脂管３の挟持固定に際しては、締め付け帯部８を略Ｃ字状に開いたまま、その内側に対応する樹脂管３を挿入し、その状態のまま一対の支持壁１２Ａ，１２Ｂを両側から把持し、互いが近接する方向に力を加える。これにより、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂとが相互にオーバーラップし、そのオーバーラップ量に応じて締め付け帯部８が縮径される。

こうして、締め付け帯部８が所定量縮径されて、対応する樹脂管３の外周面を挟持するようになると、その時点で作業者が支持壁１２Ａ，１２Ｂに加える力を解除する。こうして、力を解除すると、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂが拡径方向に弾性復帰しようとし、このとき第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂの係合歯１０Ａ，１０Ｂが相互に噛合して締め付け帯部８の開きがロックされる。この結果、受口部４に嵌入された樹脂管３は挟持手段１５を介して継手筒２に強固に固定される。

次に、この状態から給電端子６を通して継手筒２の各電熱線５に給電を行い、各電熱線５を加熱して受口部４の内周面と、それに対応する樹脂管３の外周面とを溶融する。この後、各電熱線５の加熱を停止して溶融した樹脂が固化するのを待つ。この間、各樹脂管３は継手筒２に対し挟持手段１５によって強固に固定されているため、各受口部４の内周面と樹脂管３の外周面の間は安定状態で融着されることになる。

この実施形態に係る電気融着継手１は、継手筒２に嵌入された樹脂管３を継手筒２の各端部に締結固定する当たり、継手筒２の軸方向の各端部に樹脂によって一体に形成された締め付け帯部８を縮径変形し、締め付け帯部８によって樹脂管３の外周面を締め込んだ状態で、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂの係合歯１０Ａ，１０Ｂ同士を噛合させるだけで、作業を終了することができる。したがって、この電気融着継手１によれば、樹脂管３の取り付け作業を確実、かつ迅速に行うことができる。

また、この実施形態の場合、締め付け帯部８が、継手筒２の軸方向の端部に、接続片７によって継手筒２の円周方向の一部のみで接合されているため、締め付け帯部８が締め込み操作時に継手筒２側から大きな拘束力を受けにくい。このため、締め付け帯部８を樹脂管３の外面方向に容易にかつ強固に締め込むことができる。

さらに、この実施形態の電気融着継手１においては、締め付け帯部８の円周方向の両縁部に第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂが設けられ、その第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂに、ラップ量が増大する方向の相対変位を許容し、ラップ量が減少する方向の相対変位を規制する複数の係合歯１０Ａ，１０Ｂが設けられているため、締め付け帯部８に縮径方向の力を加えて樹脂管３に一度締め込んだ後に締め込み力を解除するだけで、締め付け帯部８の樹脂の弾性復元力によって係合歯１０Ａ，１０Ｂ同士を噛合状態に維持することができる。

特に、この実施形態の場合、締め付け帯部８の締め込み時に、第２のラップ片９Ｂの係合歯１０Ｂの背部領域（外周面）に当接するガイド壁１１が設けられているため、締め付け帯部８に加える締め込み力を解除した後に、第２のラップ片９Ｂが拡径方向に変形するのをガイド壁１１によって規制することができる。このため、第２のラップ片９Ｂの係合歯１０Ａが第１のラップ片９Ａの係合歯１０Ｂから離間するのを確実に阻止することができる。

また、この実施形態においては、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂのそれぞれの付根部側に、締め付け帯部８から径方向外側に向かって突出する支持壁１２Ａ，１２Ｂが設けられているため、これらの支持壁１２Ａ，１２Ｂを作業者が把持することによって締め付け帯部８の締め込みを容易に行うことができ、かつ、第１のラップ片９Ａと第２のラップ片９Ｂにラップ量を増大させる方向の力を容易に加えることができる、という利点がある。

つづいて、図４に示す第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。また、第１の実施形態と共通部分については、図１を適宜参照するものとする。
この実施形態の電気融着継手１０１は、樹脂管３が嵌入される継手筒２の形状や、各受口部４の内周側に電熱線５が埋設されている点等は第１の実施形態と同様であるが、各樹脂管３を挟持固定する挟持手段１１５の構造が第１の実施形態のものと異なっている。

挟持手段１１５は、第１の実施形態と同様に継手筒２の軸方向の端部に接続片７を介して略Ｃ字状の締め付け帯部８が結合されているが、締め付け帯部８の締め込み時に、締め付け帯部８の両側の端面２０Ａ，２０Ｂが直接突き合わされるようになっている。この実施形態の場合、締め付け帯部８の端面２０Ａ，２０Ｂ同士が突き合わされたときに、締め付け帯部８が樹脂管３の外周面に締め込まれるように設定されている。

締め付け帯部８の一方の端面２０Ａには小径の首部２１ａと首部２１ａよりも大径の砲弾状の頭部２１ｂとを有する係合突起２１が一体に形成されている。これに対し、締め付け帯部８の他方の端面２０Ｂには、内部の径が入口側から段差状の拡径する嵌合穴２３が形成されている。嵌合穴２３の小径部２３ａは頭部２１ｂの最大外径よりも小径に形成され、嵌合穴２３の大径部２３ｂは頭部２１ｂの最大外径と同径、若しくは、それよりも大径に形成されている。係合突起２１の頭部２１ｂは、嵌合穴２３の小径部２３ａを通して大径部２３ｂ内に嵌入される。こうして、嵌合穴２３の大径部２３ｂ内に嵌入された頭部２１ｂは、小径部２３ａと大径部２３ｂの間の段差壁２３ｃに係合することにより、嵌合穴２３からの抜けが規制される。
この実施形態の場合、係合突起２１と嵌合穴２３が、嵌入方向の相対変位を許容し、離脱方向の相対変位を規制する凹凸嵌合部（係止部）を構成している。

この実施形態の場合、樹脂管３の外周面を挟持手段１１５で挟持固定する場合には、締め付け帯部８を縮径して樹脂管３の外周面に締め込み、締め付け帯部８の一方の端面２０Ａの係合突起２１を他方の端面の嵌合穴２３に嵌合する。このとき、係合突起２１の頭部２１ｂが嵌合穴２３の段差壁２３ｃによって抜け規制され、それによって締め付け帯部８による樹脂管３の締め込みが維持される。この結果、樹脂管３は継手筒２の軸方向の端部に固定される。

この実施形態の電気融着継手１０１は、第１の実施形態とほぼ同様の基本的な効果を得ることができるが、締め付け帯部８を締め込み状態で固定する係止部の構造が簡素化されることから、より低コストでの製造できる、というさらなる利点がある。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１，１０１ 電気融着継手
２ 継手筒
３ 樹脂管
４ 受口部
５ 電熱線（電気加熱要素）
８ 締め付け帯部
９Ａ 第１のラップ片（係止部，挟持手段）
９Ｂ 第２のラップ片（係止部，挟持手段）
１０Ａ，１０Ｂ 係合歯
１１ ガイド壁
１５，１１５ 挟持手段
２０Ａ，２０Ｂ 端面
２１ 係合突起（凹凸嵌合部，係止部）
２３ 嵌合穴（凹凸嵌合部，係止部）

Claims (5)

1. 内蔵された電気加熱要素によって熱可塑性樹脂製の樹脂管に熱融着される電気融着継手であって、
   前記樹脂管が嵌入される受口部を有し、当該受口部の内周に前記電気加熱要素が埋設された熱可塑性樹脂製の継手筒と、
   前記継手筒の軸方向の端部に配置されて前記受口部に嵌入された樹脂管を挟持固定する挟持手段と、を備え、
   前記挟持手段は、内側に前記樹脂管を挿入した状態で縮径可能な締め付け帯部と、当該締め付け帯部を縮径状態で固定可能な係止部と、を有し、前記締め付け帯部と前記係止部とが前記継手筒と一体に樹脂によって形成されていることを特徴とする電気融着継手。
2. 前記締め付け帯部は、前記継手筒の軸方向の端部に、前記継手筒の円周方向の一部で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気融着継手。
3. 前記締め付け帯部の延出方向の両縁部には、前記樹脂管の周域の円周方向で相互にオーバーラップする第１のラップ片と第２のラップ片が設けられ、前記第１のラップ片と前記第２のラップ片には、オーバーラップ量が増大する方向の相対変位を許容し、オーバーラップ量が減少する方向の相対変位を規制する複数の係合歯が設けられ、
   前記係止部が、前記第１のラップ片と前記第２のラップ片を備えた構成とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気融着継手。
4. 前記第１のラップ片と前記第２のラップ片の少なくとも一方には、相手ラップ片の係合歯の背部領域に当接して前記第１のラップ片の係合歯と前記第２のラップ片の係合歯の係合が解除される方向の変形を規制するガイド壁が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電気融着継手。
5. 前記締め付け帯部の延出方向の両端部には、前記樹脂管の外周面を締め付けた状態で相互に突き合わせられる端面が設けられ、当該端面に、嵌入方向の相対変位を許容し、離脱方向の相対変位を規制する抜け規制構造を有する凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気融着継手。

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