JP2020094594A - 分岐サドル継手 - Google Patents

Abstract

【課題】分岐サドル継手において、呼び径の大きな本管であっても好ましい作業性を実現する。【解決手段】この分岐サドル継手１００は、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手１００であって、分岐孔１１０Ｈを有し、断面が円弧形状のサドル部１１０と、分岐孔１１０Ｈの周縁部から立ち上がる分岐管部１５０とを含み、サドル部１１０の円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部１１２が設けられている。【選択図】図３

Description

この発明は分岐サドル継手に関し、特に、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される、分岐サドル継手に関する。

従来、合成樹脂製の水道配水管の本管から分岐を取り出すための管の分岐方法として、ＥＦ（ＥｌｅｃｔｒｏＦｕｓｉｏｎ）サドル継手およびＥＦサドル付分水栓などの電気融着接合タイプの分岐サドル継手を使用した方法が公知である。
このような電気融着接合タイプの分岐サドル継手における融着不良を防止するためには、通電作業中において本管の外周面とサドル部の内周面とを適切に密着させた状態で固定しておくことが重要である。このため、本管の外周面に対してサドル部の内周面をより安定的に密着させて固定できる分岐サドル継手が望まれる。たとえば、特開２０１８−１０５３７１号公報（特許文献１）は、このような分岐サドル継手を開示する。

この特許文献１に開示された分岐サドル継手は、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために前記本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、分岐孔を有する湾曲板状のサドル部および前記分岐孔の周縁部から立ち上がる分岐管部を備え、前記分岐サドル継手を前記本管に載置した状態において前記サドル部の内周面と前記本管の外周面との間に隙間が形成されるように、前記サドル部は、前記本管の外径よりも小さい内径を有する。

この分岐サドル継手によると、サドル部の内周面の曲率半径は、本管の外周面の曲率半径よりも小さく、分岐サドル継手を本管に載置した状態では、サドル部の内周面と本管の外周面との間に隙間が形成される。この分岐サドル継手のサドル部と本管とを融着接合するときには、サドルクランプ等の固定具を用いて、サドル部を押し広げるようにして本管に密着させて固定する。このとき、拡径方向に変形されたサドル部には、縮径方向（つまり本管を押圧する方向）に復元力が作用して、サドル部が本管を抱き込む状態となる。サドル部を押し広げるようにして本管に密着させたときに、サドル部が本管を抱き込む状態となるので、本管に対してサドル部を安定的に密着させて固定することができ、本管とサドル部とを適切に融着接合できる。

なお、この特許文献１に開示された分岐サドル継手は、限定されるものではないが、ポリエチレンおよびポリプロピレン等の熱融着可能な合成樹脂によって形成される本管から分岐管を取り出す際に、本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、外径２５０ｍｍ（呼び径２００）程度までの水道配水管の本管からの分岐に好ましく使用される。

特開２０１８−１０５３７１号公報

ところで、このような分岐サドル継手が使用される本管としては、特許文献１が対象としている水道配水管だけに限らない。たとえば、工場・プラントの各種配管（工業用水、井戸水、河川水、海水・塩水、冷却水、各種薬液、圧縮空気、各種排水、雨水・中水、汚水・汚泥）、小水力発電設備配管、農業用水配管、圧送下水配管、融雪・消雪設備配管、消火設備配管等の多岐の用途に亘っている。このような配管の中には、呼び径２００を越えるものも多くある。特許文献１に開示された分岐サドル継手を、このような大きな外径の本管に採用すること自体は可能である。

しかしながら、特許文献１に開示された分岐サドル継手におけるサドル部の剛性はその位置によらず同じであって、そのサドル部を押し広げるようにして本管に密着させて固定するために、比較的大きな押付力が必要となり作業性が好ましくない可能性がある。特に、特許文献１に開示された分岐サドル継手を上述した用途における外径が大きい本管に使用すると、大きな押付力が必要となり作業性がさらに好ましくない可能性がある。

本発明は、上述の問題点に鑑みて開発されたものであり、その目的とするところは、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、作業性の良好な分岐サドル継手を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る分岐サドル継手は以下の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明に係る分岐サドル継手は、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために前記本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、分岐孔を有し、断面が円弧形状のサドル部と、前記分岐孔の周縁部から立ち上がる分岐管部とを含み、前記サドル部の前記円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部が設けられたことを特徴とする。

好ましくは、前記サドル部は、その内周面側に前記分岐孔を中心にして電熱線が埋設された融着部と前記融着部よりも前記端部側の非融着部とを含み、前記易変形部は、前記非融着部のみに設けられているように構成することができる。
さらに好ましくは、前記易変形部は、前記サドル部の前記円弧形状における中心角が７０度を超える範囲のみに設けられているように構成することができる。ここで、本管と分岐サドル継手との充分な融着性能を得るためには中心角７０度を超える範囲のみに易変形部が設けられることが好ましく、分岐サドル継手が小口径の場合などで融着性能が充分であれば７０度より小さくても構わず中心角７０度以下の範囲にも易変形部が設けられることになる。

さらに好ましくは、前記易変形部は、端部側の厚みを中央部側よりも小さくされているように構成することができる。
さらに好ましくは、前記易変形部における厚みは、中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記易変形部は、内周面または外周面に、前記本管の軸方向または周方向に沿った溝部が設けられているように構成することができる。
さらに好ましくは、前記溝部は、前記サドル部の剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように設けられるように構成することができる。

本発明によると、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、作業性の良好な分岐サドル継手を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る分岐サドル継手１００を使用して本管２００から分岐を取り出す配管構造を示す正面図（半断面図）である。 （Ａ）図１に示した分岐サドル継手１００の平面図（上面図）であって、（Ｂ）その正面図（半断面図）であって、（Ｃ）その側面図（半断面図）である。 図１に示した分岐サドル継手１００の易変形部１１２を説明するための正面断面図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る分岐サドル継手１０１の平面図（上面図）である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る分岐サドル継手１０２の平面図（上面図）である。 本発明の実施の形態の第３の変形例に係る分岐サドル継手１０３の正面断面拡大図（図２（Ｂ）の領域６部分）である。 本発明の実施の形態の第４の変形例に係る分岐サドル継手１０４の正面断面拡大図（図２（Ｂ）の領域７部分）である。

以下、本発明の実施の形態に係る分岐サドル継手１００について、図面に基づき詳しく説明する。
図１を参照して、この分岐サドル継手１００は、ポリエチレンおよびポリプロピレン等の熱融着可能な合成樹脂によって形成される本管２００から分岐管（図示せず）を取り出す際に、本管２００の外周面に電気融着接合されるＥＦサドル継手である。この分岐サドル継手１００は、本管はたとえば水道配管に限定されるものではなく上述した多岐の用途に用いられる本管に使用されるとともに、既設配管からの分岐、新規配管からの分岐、配管使用状態における分岐、配管未使用状態における分岐に用いることも可能である。

以下、図１〜図３を参照して、分岐サドル継手１００の全体構成について説明する。これらの図に示すように、分岐サドル継手１００は、本管２００と同種の熱融着可能な合成樹脂によって一体的に形成されるサドル部１１０および分岐管部１５０を備える。本実施の形態においては、サドル部１１０および分岐管部１５０のそれぞれは、ポリエチレンによって形成される。

この分岐サドル継手１００におけるサドル部１１０は、所定の内径（曲率半径）を有する断面が円弧形状の湾曲板状体であり、その中央部には、平面視略真円形の分岐孔１１０Ｈが形成される。分岐サドル継手１００は、その分岐孔１１０Ｈの周縁部からサドル部１１０の径方向外側に向かって立ち上がる分岐管部１５０を備える。特徴的であるのは、サドル部１１０の円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部１１２が設けられていることである。

このサドル部１１０は、その内周面側に分岐孔１１０Ｈを中心にして電熱線１１４が埋設された融着部１１０Ｘと融着部１１０Ｘよりも端部側の非融着部１１０Ｙとを含み、易変形部１１２は、非融着部１１０Ｙのみに設けられている。別の観点では、この易変形部１１２は、サドル部１１０の円弧形状における中心角θが７０度を超える範囲のみに設けられている。ここで、本管と分岐サドル継手との充分な融着性能を得るためには中心角θが７０度を超える範囲のみに易変形部１１２が設けられることが好ましく、分岐サドル継手が小口径の場合などで融着性能が充分であれば７０度より小さくても構わず中心角θが７０度以下の範囲にも易変形部１１２が設けられることになる。

さらに、この易変形部１１２は、端部側の厚みｔ（２）を中央部側の厚みｔ（１）よりも小さくされている。また、この易変形部１１２における厚みは、中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように形成することも好ましい。なお、徐々に小さくなる場合における変化率は一定であっても、変化率が変化しても、構わない。
このような特徴を備えた分岐サドル継手１００についてさらに詳しく説明する。

電気融着接合のための電熱線１１４は、サドル部１１０の内周面側、すなわち本管２００との接合面側に、分岐孔１１０Ｈを中心にして渦巻き状または葛折り状などの任意の形状に配置されている。この電熱線１１４は、サドル部１１０の円弧形状における中心角θが７０度の範囲において設けられており、十分な融着性能を発現している。なお、上述したように、分岐サドル継手が小口径の場合などで融着性能が充分であれば、中心角θが７０度以下の範囲までしか電熱線１１４が設けられていなくても構わない。

電熱線１１４の両端部は、サドル部１１０の外周面から突出または内面に埋め込まれるように形成される電源接続端子１２０に接続される。電源接続端子１２０は、サドル部１１０の軸方向両端部に配置されており、また、端子カバー１２２で覆われている。この電源接続端子１２０を電源に接続して、電熱線１１４に電流を流すことによって、サドル部１１０および本管２００の接合面の樹脂が加熱溶融される。また、サドル部１１０の外周面には、電源接続端子１２０の内側に、サドル部１１０および本管２００の融着面どうしが融着したことを示すインジケータ１２４が形成される。サドル部１１０には、電熱線１１４の内側および外側（電熱線１１４を挟んでサドル部１１０の円弧形状における中央部側および端部側）に、融着時における溶融樹脂のはみ出しを防止するためコールドゾーンが形成されている。

易変形部１１２は、サドル部１１０の円弧形状における中心角θが７０度を超える範囲のみ、すなわち、電熱線１１４が存在しない範囲であって上述した端部側のコールドゾーンでもある非融着部１１０Ｙのみに設けられている。なお、上述したように、分岐サドル継手が小口径の場合などで融着性能が充分であれば中心角θが７０°以下の範囲に易変形部１１２が設けられていても構わない。より具体的には、易変形部１１２は、端部側の厚みｔ（２）を中央部側の厚みｔ（１）よりも小さく形成したり、易変形部１１２における厚みを中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように形成したりしている。ここで、易変形部１１２は、このような形状によるものに限定されず、サドル部１１０の円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりもが小さい作用が発現すれば（後述する変形例を含めて）どのような形状であっても構わない。

次に、このような分岐サドル継手１００を用いて、本管２００から分岐を取り出す管の分岐方法について説明する。
まず、本管２００に対して分岐サドル継手１００を電気融着接合する。具体的には、本管２００の所望の位置に分岐サドル継手１００を載置し、たとえば、特許文献１に示すサドル押え部およびチェーンクランプ部を備えるサドルクランプ等の固定具を使用して、サドル部１１０の外周面を上から押さえ付け、本管２００の外周面とサドル部１１０の内周面とを密着させて固定する。そして、サドル部１１０内に埋設した電熱線１１４に通電して発熱させ、本管２００の外周面とサドル部１１０の内周面とを融着接合する。なお、サドル部１１０の分岐孔１１０Ｈの位置および大きさに対応する本管２００には、適宜なタイミングで穿孔されているものとする。これによって、本管２００から分岐サドル継手１００を介して管が分岐される。

ここで、上述したように、本管２００と分岐サドル継手１００との融着不良を防止するためには、通電作業中において、本管２００の外周面とサドル部１１０の内周面とを適切に密着させた状態で固定しておくことが重要である。
そこで、この分岐サドル継手１００においては、サドル部１１０の円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部１１２が設けられている。すなわち、サドル部１１０は中央部よりも端部の剛性が小さく変形しやすく形成されている。このため、サドル部１１０を本管２００に密着させる場合においてサドル部１１０の端部側がより容易に変形して本管２００の外周面に密着しやすくすることができる。その結果、本管２００から分岐サドル継手１００を介して分岐を取り出す作業において、本管２００の外周面とサドル部１１０の内周面とを密着させるときに大きな押付力を必要とせず作業性が好ましい。

以上のように、この分岐サドル継手１００によると、サドル部１１０の円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部１１２が設けられているので、サドル部１１０を本管２００に密着させるときに、大きな押付力を必要としないので作業性が好ましい。したがって、本管２００に対してサドル部１１０を安定的に密着させて固定することができ、本管２００とサドル部１１０とを適切に融着接合できる。

＜変形例＞
以下において、図４〜図７を参照して、本発明の実施の形態の第１〜第４の変形例に係る分岐サドル継手について説明する。なお、以下において説明する分岐サドル継手１０１〜１０４は、上述した実施の形態における分岐サドル継手１００が備えた易変形部１１２（サドル部１１０の円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりも小さい）を実現しているサドル部１１０Ａ〜１１０Ｄの形状が異なる点のみの差異であって、それ以外は上述した実施の形態に係る分岐サドル継手１００と同じである。上述した実施の形態と同じ構造については、以下の変形例において同じ符号を付している。それらについての説明は、上述した説明と重複するために、ここでは繰り返して説明しない。なお、以下に示す変形例と上述した実施の形態（中央部側の厚みｔ（１）＞端部側の厚みｔ（２））とを組み合わせて易変形部１１２を実現しても構わない。たとえば、以下に示す、第１〜第２の変形例については上述した実施の形態の厚み変化（中央部側の厚みｔ（１）＞端部側の厚みｔ（２））を組み合わせずに易変形部１１２を実現したものであるが上述した実施の形態の厚み変化を組み合わせても構わず、第３〜第４の変形例については上述した実施の形態の厚み変化を組み合わせて易変形部１１２を実現したものであるが上述した実施の形態の厚み変化を組み合わせなくても構わない。

以下において説明する第１〜第４の変形例に係る分岐サドル継手のおける易変形部１１２は、サドル部の内周面または外周面に、本管２００の軸方向または周方向に沿った溝部が設けられている。さらに、この溝部は、サドル部の剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように設けられることも好ましい。

・第１の変形例
図４を参照して、第１の変形例に係る分岐サドル継手１０１について説明する。この分岐サドル継手１０１は、サドル部１１０Ａの外周面に、本管２００の周方向に沿った溝部１１２Ａを備える。なお、この溝部１１２Ａは、非融着部１１０Ｙのみであって、サドル部１１０Ａの円弧形状における中心角θが７０度を超える範囲のみに設けられている点および分岐サドル継手が小口径の場合などで融着性能が充分であれば中心角θが７０°以下の範囲に易変形部１１２（ここでは溝部１１２Ａ）が設けられていても構わない点については、上述した実施の形態に係る分岐サドル継手１００と同じである。

このように溝部１１２Ａを設けることにより、サドル部１１０Ａの円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりも小さい易変形部１１２を実現している。なお、この溝部１１２Ａの深さおよび／または幅をサドル部１１０Ａの中央部側から端部側へ向けて、徐々に深くしたり徐々に広くしたりすることにより、サドル部１１０Ａの剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように易変形部１１２を設けることができる。

・第２の変形例
図５を参照して、第２の変形例に係る分岐サドル継手１０２について説明する。この分岐サドル継手１０２は、サドル部１１０Ｂの内周面に、本管２００の周方向に沿った溝部１１２Ｂを備える。なお、この溝部１１２Ｂが設けられる位置については、サドル部１１０Ｂの表裏（外周面／内周面）を除いて、第１の変形例に係る分岐サドル継手１０１のサドル部１１０Ａの溝部１１２Ａと同じである。
このように溝部１１２Ｂを設けることにより、サドル部１１０Ｂの円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりも小さい易変形部１１２を実現している。なお、この溝部１１２Ｂの深さおよび／または幅を変化させる点については、第１の変形例に係る分岐サドル継手１０１のサドル部１１０Ａの溝部１１２Ａと同じである。

・第３の変形例
図６を参照して、第３の変形例に係る分岐サドル継手１０３について説明する。この分岐サドル継手１０３は、サドル部１１０Ｃの外周面に、本管２００の軸方向に沿った溝部１１２Ｃを備える。なお、この溝部１１２Ｃは、非融着部１１０Ｙのみであって、サドル部１１０Ｃの円弧形状における中心角θが７０度を超える範囲のみに設けられている点および分岐サドル継手が小口径の場合などで融着性能が充分であれば中心角θが７０°以下の範囲に易変形部１１２（ここでは溝部１１２Ｃ）が設けられていても構わない点については、上述した実施の形態に係る分岐サドル継手１００と同じである。

このように溝部１１２Ｃを設けることにより、サドル部１１０Ｃの円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりも小さい易変形部１１２を実現している。なお、この溝部１１２Ｃの深さおよび／または幅をサドル部１１０Ｃの中央部側から端部側へ向けて、徐々に深くしたり徐々に広くしたりすることにより、サドル部１１０Ｃの剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように易変形部１１２を設けることができる。さらに、この溝部１１２Ｃを設ける間隔をサドル部１１０Ｃの中央部側から端部側へ向けて徐々に狭くする（溝をより多く設ける）ことにより、サドル部１１０Ｃの剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように易変形部１１２を設けることができる。

・第４の変形例
図７を参照して、第４の変形例に係る分岐サドル継手１０４について説明する。この分岐サドル継手１０４は、サドル部１１０Ｄの外周面に、本管２００の軸方向に沿った溝部１１２Ｄを備える。なお、この溝部１１２Ｄが設けられる位置については、サドル部１１０Ｂの表裏（外周面／内周面）を除いて、第３の変形例に係る分岐サドル継手１０３のサドル部１１０Ｃの溝部１１２Ｃと同じである。

このように溝部１１２Ｄを設けることにより、サドル部１１０Ｄの円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりも小さい易変形部１１２を実現している。なお、この溝部１１２Ｄの深さ、幅および間隔を変化させる点については、第３の変形例に係る分岐サドル継手１０３のサドル部１１０Ｃの溝部１１２Ｃと同じである。
以上のようにして、第１〜第４の変形例に係る分岐サドル継手１０１〜１０４によっても、サドル部１１０Ａ〜１１０Ｄの円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部１１２が溝部１１２Ａ〜１１２Ｄにより実現されているので、サドル部を本管２００に密着させるときに、大きな押付力を必要としないので作業性が好ましい。したがって、本管２００に対してサドル部を安定的に密着させて固定することができ、本管２００とサドル部とを適切に融着接合できる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
このような変更の一例として、易変形部１１２を溝部ではなく穴部で実現することが挙げられる。さらに、この穴部の径および／または穴部を設ける間隔をサドル部の中央部側から端部側へ向けて徐々に大きくしたり、狭くしたりする（穴をより多く設ける）ことにより、サドル部の剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように易変形部を設けることができる。

ここで、上述した実施の形態および変形例に係る分岐サドル継手によると、サドル部の円弧形状における端部の剛性が中央部の剛性よりも小さい易変形部を備えるために、サドル部を本管に密着させるときに大きな押付力を必要としない。このため、１つのサイズのサドル部で、外径の異なる本管に対して融着可能となる。したがって、分岐サドル継手を複数サイズの本管に兼用することが可能となるので、分岐サドル継手の製造コストを低減できる。

本発明は、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手に好ましく、呼び径の大きな本管であっても本管の外周面にサドル部の内周面を大きな押付力を必要としないで密着させることができるために作業性が良好である点で特に好ましい。

１００、１０１、１０２、１０３、１０４ 分岐サドル継手
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ サドル部
１１０Ｈ 分岐管部
１１０Ｘ 融着部
１１０Ｙ 非融着部
１１２ 易変形部
１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ 溝部
１１４ 電熱線
１５０ 分岐管部
２００ 本管

Claims (7)

1. 合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために前記本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、
   分岐孔を有し、断面が円弧形状のサドル部と、
   前記分岐孔の周縁部から立ち上がる分岐管部とを含み、
   前記サドル部の前記円弧形状における端部には、中央部よりも剛性が小さい易変形部が設けられたことを特徴とする、分岐サドル継手。
2. 前記サドル部は、その内周面側に前記分岐孔を中心にして電熱線１１４が埋設された融着部と前記融着部よりも前記端部側の非融着部とを含み、
   前記易変形部は、前記非融着部のみに設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の分岐サドル継手。
3. 前記易変形部は、前記サドル部の前記円弧形状における中心角が７０度を超える範囲のみに設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の分岐サドル継手。
4. 前記易変形部は、端部側の厚みを中央部側よりも小さくされていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の分岐サドル継手。
5. 前記易変形部における厚みは、中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなることを特徴とする、請求項４に記載の分岐サドル継手。
6. 前記易変形部は、内周面または外周面に、前記本管の軸方向または周方向に沿った溝部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の分岐サドル継手。
7. 前記溝部は、前記サドル部の剛性が中央部側から端部側へ向けて徐々に小さくなるように設けられることを特徴とする、請求項６に記載の分岐サドル継手。

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