JP2015098942A

JP2015098942A - 管状の片受け電気融着継手及び管状の電気融着継手

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Publication number: JP2015098942A
Application number: JP2014266530A
Authority: JP
Inventors: 浩司八幡; Koji Hachiman
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: JP5856672B2

Abstract

【課題】本発明は、樹脂管を確実に融着できる電気融着継手を提供する。【解決手段】本発明は、端子金具２８ａ、２８ｂを固着したボス２７ａ、２７ｂを有するとともに、該端子金具２８ａ、２８ｂに接続した抵抗線２９を外周面２１ａに巻回させた内層管２１と、該内層管２１の外周面２１ａに形成された外層管２２と、内層管２１及び外層管２２の端部に溶着されたポリエチレン製の樹脂管とを備え、内層管２１及び外層管２２の開口部２３の内方へ接続対象の樹脂管Ｐ１を挿通させて該樹脂管Ｐ１を融着可能な管状の片受け電気融着継手２０Ａにおいて、ボス２７ａ、２７ｂよりも開口部２３側に、内層管２１の外周面２１ａと外層管２２の内周面２２ｂとのいずれか一方に径方向に突出する凸部３１が形成され、同他方に該凸部３１に嵌合する凹部３２が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂管を接続する管状の片受け電気融着継手及び管状の電気融着継手に関する。

一般に、樹脂管同士の接続には、継手の内部にニクロム線などの抵抗線を埋設させ、該抵抗線に通電して加熱する電気融着継手が広く用いられている。この電気融着継手は、端子金具に通電して該抵抗線近傍の樹脂と、接続対象の樹脂管の端部とを加熱して溶融し、該接続対象の樹脂管と接続されるものであり、従来より、かかる電気融着継手としては、例えば下記特許文献１に記載された電気融着継手が提案されている。

図５（ｃ）に示すように、特許文献１に記載された電気融着継手１は、熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレンを射出成形することにより製作されており、抵抗線２を巻回させる内層管３と、該内層管３を被覆する外層管４とにより構成されている。

内層管３の外周面３ａには、間隔をおいてボス５ａ、５ｂが設けられている。また、内層管３の外周面３ａのうち、２つのボス５ａ、５ｂの間に、螺旋溝６が形成され、該螺旋溝６に抵抗線２が巻回されている。抵抗線２は、ボス５ａ、５ｂの上端に固着した端子金具７ａ、７ｂに接続されており、端子金具７ａ、７ｂから通電できるようになっている。
この抵抗線２が巻回されていることにより、該抵抗線２の通電時には、その周囲の内層管３及び外層管４の壁部Ｗ１が溶融するようになっている。
また、壁部Ｗ１よりも開口部１０側に位置する内層管３の壁部Ｗ２の外周面は、凹凸の形成されていない円滑な周面を形成している。

上記の電気融着継手は次のようにして製造されている。
まず、図５の（ａ）に示す内層管３をコア８の外面に射出成形し、図５の（ｂ）に示すように、抵抗線２の一端を一方のボス５ａの端子金具７ａに溶接やかしめ等により接合する。この抵抗線２を螺旋溝６に沿い巻回し、更に、この抵抗線２の他端を他方のボス５ｂの端子金具７ｂに溶接やかしめ等により接合する。そして、図５（ｃ）に示すように、この抵抗線２を巻回した内層管３を継手成形金型９に組み込み、外層管４が内層管３に強固に密着するよう、高温で溶融された外層管４を射出成形し、電気融着継手１を製造する。

特開２００３−２８７１８７号公報

ところで、上記特許文献１の電気融着継手１によれば、固化した内層管３の外周面３ａに抵抗線２を巻回し、加熱溶融された外層管４を射出成形するので、内層管３と外層管４とは密着しているものの完全には溶着しておらず、両者間に界面Ｋが形成されている。この際、端子金具７ａの近傍においては、内層管３と外層管４とが嵌合して互いに相対移動し難くなっているが、端子金具７ａから離間した位置の周壁部においては、電気融着継手１と融着するために樹脂管（不図示）を挿入し、電気融着継手１を通電した際に、加熱された箇所の壁部Ｗ１の樹脂が膨張し、該壁部Ｗ１の樹脂が、壁部Ｗ１よりも先端側に位置する開口部１０近傍の内層管３の壁部Ｗ２を外層管４から剥離させて開口部１０の先端から外方へ押し出す場合があった。

この際、抵抗線２により加熱溶融された壁部Ｗ１の樹脂は、開口部１０の先端側に流動するため、抵抗線２から得られた熱を接続対象の樹脂管側へ集中して伝導することができなくなるため、電気融着継手１と樹脂管とが確実に融着できない状態が想定された。

したがって、上記のように、電気融着継手１と樹脂管との接続時に内層管３の壁部Ｗ２が開口部１０から押出された場合には、現実の融着の適合性に関わらず、安全確実のために融着不良として取り扱わなければならないという問題があった。

また、上記問題を回避するため、抵抗線２の通電時に開口部１０近傍の内層管３の壁部Ｗ２を外層管４に強力に密着させ剥離し難くするためには、極めて高い温度で外層管４を射出する必要があることから、該外層管４の冷却に時間を要し、電気融着継手１の製造において完成までに時間を要するという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供している。
本発明の管状の片受け電気融着継手は、端子金具を固着したボスを有するとともに、該端子金具に接続した抵抗線を外周面に巻回させた内層管と、該内層管の外周面に形成された外層管と、前記内層管及び前記外層管の端部に溶着されたポリエチレン製の樹脂管とを備え、前記内層管及び前記外層管側の開口部の内方へ接続対象の樹脂管を挿通させて該樹脂管を融着可能な管状の片受け電気融着継手において、前記ボスよりも前記開口部側に、前記内層管の外周面と前記外層管の内周面とのいずれか一方に径方向に突出する凸部が形成され、同他方に前記凸部を嵌合させる凹部が形成されていることを特徴とする。
本発明では、抵抗線への通電時に樹脂が膨張して内層管の壁部を開口部先端に向かって押圧した際に、該内層管の壁部の凸部又は凹部と外層管の凹部又は凸部とを係合させることで、開口部近傍の内層管を外層管から剥離させないようにすることができる。
また、本発明の管状の電気融着継手は、端子金具を固着したボスを有するとともに、該端子金具に接続した抵抗線を外周面に巻回させた内層管と、該内層管の外周面に形成された外層管と、を備え、前記内層管及び前記外層管側の開口部の内方へ接続対象の樹脂管を挿通させて該樹脂管を融着可能な管状の電気融着継手において、前記内層管は前記開口部の反対側から樹脂を射出して成形され、前記ボスよりも前記開口部側に、前記内層管の外周面と前記外層管の内周面とのいずれか一方に径方向に突出する凸部が形成され、同他方に前記凸部を嵌合させる凹部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る電気融着継手によれば、上記した解決手段によって以下の効果を奏する。
本発明の電気融着継手によれば、抵抗線への通電時に樹脂が膨張して内層管の壁部を開口部先端に向かって押圧しても、該内層管の壁部の凸部又は凹部を、外層管の凹部又は凸部に係合させ、開口部近傍の内層管を外層管から剥離させないようにすることができる。
したがって、熱により膨張した内層管の樹脂を開口部側に流動させることなく接続対象の樹脂管の所定の箇所へ集中的に熱伝導し、電気融着継手と樹脂管との融着を確実に行うことができ、融着不良の発生についての懸念を除去することができるという効果を奏する。

また、内層管の加熱溶融時に、該内層管の壁部が外層管から剥離して開口部の外方に押し出されない構成とされていることにより、内層管の壁部の開口部からのはみ出し防止を外層管の内層管への強固な密着により調整する必要が無いため、外層管の成形温度を抑えることができ、外層管の冷却時間を短縮して電気融着継手の製造時間を短縮することができるという効果を奏する。

は、本発明の第１の実施形態として示した電気融着継手の要部断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態として示した電気融着継手の製造工程を示す概略説明図である。は、本発明の第１の実施形態として示した電気融着継手の樹脂管融着時の作用を示した説明図である。は、本発明の第１の実施形態の電気融着継手の変形例の要部断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、従来の電気融着継手の製造工程を示した概略説明図である。

以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態として示した電気融着継手の要部の、半部を示した断面図、図２は、図１の電気融着継手の製造工程を示す概略説明図である。

電気融着継手２０Ａは、片受けタイプの継手であり、内層管２１に外層管２２が形成された構成とされている。
これら内層管２１及び外層管２２は、これらの一端側に形成された開口部２３から接続対象となる樹脂管Ｐ１を挿入させる大径部２４と、大径部２４に連設されたテーパ部２５と、テーパ部２５に連設された小径部２６とを備え、小径部２６の端部２６ｂには、樹脂管Ｐ２が溶着されている。

内層管２１には、開口部２３側と、大径部２４のテーパ部２５側の端部２４ｂとの双方にボス２７ａ、２７ｂが形成され、これらボス２７ａ、２７ｂの上端には、端子金具２８ａ、２８ｂが固着されている。

内層管２１の外周面２１ａのうち、ボス２７ａ、２７ｂ間には、これらボス２７ａ、２７ｂの近傍を除いて、螺旋溝３０が形成されており、該螺旋溝３０に沿って絶縁被覆されていない抵抗線２９が巻回されている。
抵抗線２９の両端部は、それぞれ端子金具２８ａ、２８ｂに接続されている。

電気融着継手２０Ａの通電時には、抵抗線２９が、その周囲の内層管２１及び外層管２２の壁部Ｗ３を溶融させるようになっており、更に、壁部Ｗ３が当接する樹脂管Ｐ１の端部の外周側の樹脂Ｗ４を溶融させるようになっている。

また、内層管２１の開口部２３近傍の壁部Ｗ５の外周面には、周方向に形成された複数の凸部３１、３１・・が軸線Ｌ方向に繰り返し連続して環状に形成されている。凸部３１の形状は、断面視山型とされている。

外層管２２は、抵抗線２９が螺旋状に巻回された内層管２１の外周面２１ａ面全体に密着して形成されており、開口部２３近傍の内周面２２ｂには、内層管２１の凸部３１、３１・・を密着して嵌合させる凹部３２、３２・・が形成されている。
外層管２２の外周面２２ａは、端子金具２８ａ、２８ｂに通電させるための開口部を有したボス３３、３３を除いて、平滑な円筒形状になるよう形成されている。

上記内層管２１は、例えば中密度ポリエチレンにより形成され、外層管２２は、例えば高密度ポリエチレンにより形成されている。

次に、上記の構成を有する電気融着継手２０Ａの製造方法について、図２を用いて説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、上下方向に分割可能な第１の移動外型４１、４１と固定外型４２と内型４３とからなる金型のキャビティ内に、射出成形機（図示せず）にてゲート部４４より溶融した中密度ポリエチレンを充填して冷却・固化する。
中密度ポリエチレンが固化された後、第１の移動外型４１、４１を上下方向に開いて、内型４３の周りに螺旋状の連続した溝３０を有する薄肉の円筒状の内層管２１を得る。

次に、図２（ｂ）に示すように、抵抗線２９の一端を一方の端子金具２８ａに溶接やかしめ等により接合し、この抵抗線２９を巻き付け機（図示せず）を用いて、内型４３を付けたままの内層管２１の溝３０内に抵抗線２９を巻き付け、更に、抵抗線２９の他端を他方の端子金具２８ｂに溶接やかしめ等により接合し、抵抗線２９と端子金具２８ａ、２８ｂとを電気的に接続する。

そして、図２（ｃ）に示すように、内層管２１を装着した内型４３の周りに所定の空間部が形成されるように第２の移動外型４５、４５を配置し、内層管２１の外周面２１ａと第２の移動外型４５の内周面４５ａとで形成されるキャビティ内に、射出成形機（図示せず）にてゲート部４４より溶融した高密度ポリエチレンを充填して外層管２２を成形する。射出成形時の外層管２２の温度は、外層管２２の固化後、内層管２１に密着し得る程度の温度に設定されている。

外層管２２の開口部２３近傍の凹部３２、３２・・は、上記射出成形時に内層管２１の凸部３１、３１・・に密着嵌合して形成される。

外層管２２を冷却・固化した後、第２の移動外型４５、４５および内型４３を脱型し、小径部２６側の端部２６ｂに図１に示す樹脂管Ｐ２を溶着することで、図１に示すような電気融着継手２０Ａが得られる。

次に、電気融着継手２０Ａに他の樹脂管Ｐ１を接続する方法および作用について説明する。
まず、図３に示すように、電気融着継手２０Ａの開口部２３から樹脂管Ｐ１の端部を内層管２１のテーパ部２５に当接するまで挿入し、端子金具２８ａ、２８ｂに通電して抵抗線２９を加熱する。

抵抗線２９の加熱により、該抵抗線２９の周囲の壁部Ｗ３が加熱され、溶融する。壁部Ｗ３が溶融すると該壁部Ｗ３の樹脂が膨張し、溶融した樹脂の周囲の樹脂を圧迫する。
この圧迫により、壁部Ｗ３よりも開口部２３側に位置し、端面が露出した内層管２１の壁部Ｗ５が開口部２３方向に押圧されるが、該開口部２３付近の壁部Ｗ５には周方向に凸部３１、３１・・が形成され、外層管２２の凹部３２、３２・・がこれに密着して嵌合しているため、これら凸部３１、３１・・と凹部３２、３２とが係合し、開口部２３付近の内層管２１の壁部Ｗ５が外層管２２から剥離せず、溶融により膨張した壁部Ｗ３の樹脂を一定箇所に留める。

また、膨張した壁部Ｗ３の樹脂の外周側に位置する外層管２２の樹脂及び内層管２１のテーパ部２５側の樹脂は、溶融されていないため、膨張した壁部Ｗ３の樹脂による押圧に対して反発し、結果として、膨張した壁部Ｗ３の樹脂を一箇所に留めるとともに、樹脂管Ｐ１の端部の外周面を押圧し、熱を伝導する。

樹脂管Ｐ１の端部外周側の壁部Ｗ４は、高温で溶融された壁部Ｗ３の樹脂の熱により徐々に溶融して膨張するが、樹脂管Ｐ１の端部の内周側の壁部は固化されたままであるので、電気融着継手２０Ａの内層管２１側に膨張し、内層管２１の溶融された樹脂と混ざり合って一体化する。
この時点で通電を停止し、電気融着継手２０Ａと樹脂管Ｐ１との接続部分を冷却し、固化が完了することにより、該電気融着継手２０Ａと樹脂管Ｐ１との接続を完了する。

上述のようにして形成された電気融着継手２０Ａによれば、抵抗線２９への通電時に壁部Ｗ３の樹脂が膨張して内層管２１の壁部Ｗ５を開口部２３側に向かって押圧しても、該内層管２１の壁部Ｗ５の凸部３１が外層管２２の凹部３２と係合するので、熱により膨張した壁部Ｗ３の樹脂が開口部２３側に流動することなく、この壁部Ｗ３の樹脂が接続対象の樹脂管Ｐ１側へ集中的に押圧力をもって作用し、壁部Ｗ３側の熱を壁部Ｗ４側へ効果的に伝達して、電気融着継手２０Ａと樹脂管Ｐ１との融着を確実に行うことができ、融着不良の発生についての懸念を除去することができるという効果を奏する。

また、内層管２１の凸部３１及び外層管２２の凹部３２により、内層管２１の加熱溶融時に、該内層管２１の壁部Ｗ５が外層管２２から剥離して開口部２３の外方に押し出されない構成とされているため、壁部Ｗ５の開口部２３からのはみ出しを考慮することなく外層管２２の射出成形温度を抑えて設定することができ、外層管２２の冷却に必要な時間を短縮して電気融着継手２０Ａをより短時間で製造することができるという効果を奏する。

また、内層管２１の開口部２３近傍の壁部Ｗ５に、凸部３１、３１・・が、長手方向に繰り返し連続して形成され、かかる内層管２１に外層管２２が密着嵌合する凹部３２、３２・・が形成されているため、開口部２３近傍において、内層管２１と外層管２２との密着をより強固にすることができるという効果を奏する。

図４は、上記電気融着継手２０Ａの変形例を示したものであり、図１において示した電気融着継手２０Ａの凸部３１及び凹部３２を、断面視矩形の凸部３４及び凹部３５に形成したものである。この変形例による電気融着継手２０Ｂによっても、前述した電気融着継手２０Ａと同様の作用効果が得られる。

なお、前述の電気融着継手２０Ａ及び電気融着継手２０Ｂにおいて、凸部３１又は凸部３４は、内層管２１の壁部Ｗ５において軸線Ｌ方向に繰り返し連続して形成されているが、これに限られるものではなく、電気融着継手２０Ａ、２０Ｂを通電した際に壁部Ｗ３の膨張によって壁部Ｗ５を外層管２２から剥離させないものであれば、間隔をおいて形成されたものであってもよい。

２０Ａ電気融着継手
２１内層管
２１ａ内層管の外周面
２２外層管
２２ｂ外層管の内周面
２３開口部
２７ａ、２７ｂボス
２８ａ、２８ｂ端子金具
２９抵抗線
３１、３４凸部
３２、３５凹部
Ｐ１樹脂管

Claims

端子金具を固着したボスを有するとともに、該端子金具に接続した抵抗線を外周面に巻回させた内層管と、該内層管の外周面に形成された外層管と、前記内層管及び前記外層管の端部に溶着されたポリエチレン製の樹脂管とを備え、前記内層管及び前記外層管側の開口部の内方へ接続対象の樹脂管を挿通させて該樹脂管を融着可能な管状の片受け電気融着継手において、
前記ボスよりも前記開口部側に、前記内層管の外周面と前記外層管の内周面とのいずれか一方に径方向に突出する凸部が形成され、同他方に前記凸部を嵌合させる凹部が形成されていることを特徴とする管状の片受け電気融着継手。
端子金具を固着したボスを有するとともに、該端子金具に接続した抵抗線を外周面に巻回させた内層管と、該内層管の外周面に形成された外層管と、を備え、前記内層管及び前記外層管側の開口部の内方へ接続対象の樹脂管を挿通させて該樹脂管を融着可能な管状の電気融着継手において、
前記内層管は前記開口部の反対側から樹脂を射出して成形され、
前記ボスよりも前記開口部側に、前記内層管の外周面と前記外層管の内周面とのいずれか一方に径方向に突出する凸部が形成され、同他方に前記凸部を嵌合させる凹部が形成されていることを特徴とする管状の電気融着継手。