JP2719325B2 - 管の閉塞構造、管の閉塞方法およびプラグ - Google Patents

管の閉塞構造、管の閉塞方法およびプラグ

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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、流体を輸送する熱可塑
性合成樹脂製である管の閉塞構造、その管の閉塞方法お
よびその管の端部を閉塞するプラグに関する。 【０００２】 【従来の技術】図９は熱可塑性合成樹脂製管５０を閉塞
するための構成を示す先行技術の断面図であり、図１０
は図９に示される閉塞構造を示す斜視図である。ガスを
輸送する熱可塑性合成樹脂製管４７には分岐用サドル４
８が取付けられ、管５０を介してガスが分岐して輸送さ
れる。この管５０を切断して閉塞するにあたっては、そ
の管５０の外部にソケット５１を嵌込み、約１０ｃｍの
短管５２を接続し、短管５２の先端に外側からキャップ
５３を嵌め込んでいる。このため管５０の切断面からキ
ャップ５３の先端まで突出部Ｌ１が必要であり、この突
出部Ｌ１は約１２〜１３ｃｍ程度となる。管５０は、地
中に埋設されており、突出部Ｌ１は、他工事によって引
掛けられ、管５０が破損することがある。したがって突
出部Ｌ１はできるだけ短い方が好ましい。 【０００３】熱可塑性合成樹脂製管を接続するための他
の先行技術は、第１１図に示されている差込み接続の管
継手である。合成樹脂製の管３，４の端部３ａ，４ａ
は、合成樹脂製のソケット５の端部５ａ，５ｂ内に嵌合
されて差込まれ、接続が行われる。管３の端部３ａの外
周面と、ソケット５の端部５ａの内周面とを加熱するた
めに、第１２図に示される加熱工具６が用いられる。こ
の加熱工具６の加熱面７，８によって、管３の端部３ａ
の外周面とソケット５の端部５ａの内周面とが、それぞ
れ加熱されて軟化、溶融される。もう１つの管４の端部
４ａとソケット５の端部５ｂとも、同様な接続作業が行
われる。 【０００４】このような第１１図に示された差込み接続
管継手において、第１２図に示される工具６が必要であ
り、現場での作業が繁雑になる。また、接続作業時にお
ける加熱温度、時間および圧力などを正確に設定する必
要があり、熟練者を必要とするという問題がある。 【０００５】さらに他の先行技術は、第１３図に示され
ている。合成樹脂製管９，１０の端部は、合成樹脂製の
ソケット１１内に嵌合される。ソケット１１内には、ニ
クロム線などのような加熱線１２がコイル状に埋設され
ている。管９，１０をソケット１１内に部分的に嵌合し
た状態で、加熱線１２を電源に接続して、ジュール熱を
発生させることによって管９，１０およびソケット１１
が軟化、溶融し、接続が行われる。 【０００６】このような第１３図に示された先行技術で
は、接続完了時において加熱線１２が残存する。この加
熱線１２は、管９，１０およびソケット１１の材料であ
る合成樹脂を酸化させて変質させ、そのためシール性能
を劣化させるとともに、強度を低下する恐れがある。ま
た、加熱線１２はコイル状であり、管軸方向にコイル素
線が間隔を有しているので、溶融すべき部分を均一な温
度分布で加熱することができず、さらに金属製コイルに
は、機械的強度を向上させる性能は期待できず、確実に
シール性能や機械的強度を確保することが困難となる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、閉塞
される管の突出部をできるだけ短くすることができるよ
うにし、しかも作業性が向上され熟練を必要とせず、生
産性が向上され、シール性能や機械的強度などの信頼性
が向上された合成樹脂製管の閉塞構造、閉塞方法および
プラグを提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、閉塞されるべ
き熱可塑性合成樹脂管の端部内に、熱可塑性合成樹脂製
プラグ本体の筒部が嵌合され、プラグ本体は、この筒部
が閉塞端部によって閉塞された構成を有し、管の端部の
内周面と、筒部の外周面との間には、周方向全面にわた
って、前記合成樹脂が炭素繊維に入り込んで溶融固化し
た炭素繊維層が一体化されて形成されることを特徴とす
る管の閉塞構造である。また本発明は、管およびプラグ
本体は、ポレオレフィン系合成樹脂製であることを特徴
とする。また本発明は、炭素繊維層は、細長く形成され
て筒部の周方向に拡って屈曲し、この炭素繊維層の長手
方向両端部は、管の端部から管軸方向外方に露出してい
ることを特徴とする。また本発明は、炭素繊維層は、折
り返された２つの各長手部分がほぼ平行に延びて形成さ
れることを特徴とする。また本発明は、接続されるべき
オレフィン系合成樹脂製管の端部内に、オレフィン系合
成樹脂製プラグ本体の筒部が嵌合され、プラグ本体は、
この筒部が閉塞端部によって閉塞された構成を有し、管
の端部の内周面と、筒部の外周面との間には、周方向全
面にわたって、前記合成樹脂が炭素繊維に入り込んで溶
融固化した炭素繊維層が一体化されて形成され、この炭
素繊維層は、折り返された２つの各長手部分がほぼ平行
に延びて筒部の周方向に拡って屈曲し、炭素繊維層の長
手方向両端部は、管の端部から管軸方向外方に露出して
いることを特徴とする管の閉塞構造である。 また本発明は、（ａ）プラグを準備し、このプラグは、
（ａ１）プラグ本体であって、熱可塑性合成樹脂製管の
端部内に嵌合される筒部と、前記管の端部よりも管軸方
向外方で筒部に連なって筒部を閉塞する閉塞端部とを有
し、熱可塑性合成樹脂から成るプラグ本体と、（ａ２）
筒部の外周面上に細長く形成される炭素繊維から成り、
筒部の周方向に拡って屈曲している炭素繊維層とを備
え、 （ｂ）管の端部内にプラグの筒部を嵌合し、かつ炭素繊
維層の両端部を管の端部から管軸方向外方に露出し、 （ｃ）炭素繊維層の両端部に電源を接続して、管の端部
の内周面と、筒部の外周面とを溶融して、前記合成樹脂
が炭素繊維に入り込んで溶融固化して管の端部とプラグ
本体とを一体化することを特徴とする管の閉塞方法であ
る。 また本発明は、（ａ）プラグ本体であって、熱可塑性合
成樹脂製管の端部内に嵌合される筒部と、前記管の端部
よりも管軸方向外方で筒部に連なって筒部を閉塞する閉
塞端部とを有し、熱可塑性合成樹脂から成るプラグ本体
と、（ｂ）筒部の外周面上に細長く形成される炭素繊維
から成り、筒部の周方向に拡って屈曲している炭素繊維
層とを備えることを特徴とするプラグである。 【０００９】本発明に従えば、熱可塑性合成樹脂製管の
端部にプラグの筒部を嵌合させて、炭素繊維層に電源か
ら電力を供給する。これによって炭素繊維層に通電さ
れ、炭素繊維層が加熱されるので、合成樹脂製管と筒部
とが軟化溶融して、相互に気密に接合される。したがっ
て突出部が少なく、長期に亘って信頼性高く合成樹脂製
管の端部を閉塞できる。また合成樹脂製管に筒部を嵌合
させ、電源から電力を供給するという簡単な作業だけで
よいので作業性が向上する。 【００１０】また本発明に従えば、前述の先行技術に関
連して述べたような工具を必要とせず、したがって作業
性が向上されるとともに、作業に熟練を必要とせず、し
かも作業者の個人差などによるシール性能のばらつきが
抑えられ、シール性能の向上を図ることができる。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の前提となる構成
を示す断面図である。図１（１）は、接続完了前の状態
を示す。管１５，１６は合成樹脂製であり、その端部１
５ａ，１６ａは、継手本体１７の端部１７ａ，１７ｂ内
に部分的に嵌合する。管１５，１６および継手本体１７
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどの
ようなポリオレフイン系熱可塑性合成樹脂材料から成
る。管１５，１６の端部１５ａ，１６ａの外周面と、継
手本体１７の端部１７ａ，１７ｂの内周面との間には、
炭素繊維または、綿状、布状、網状、チヨップ状、フイ
ラ状などの炭素繊維加工品の炭素繊維層１８が層状に介
在される。この炭素繊維層１８は、図２に示されるよう
に、継手本体１７の軸線方向全長にわたって、周方向全
面にわたって介在される。この炭素繊維層１８は、継手
本体１７の内周面に取付けられている。継手本体１７
は、加熱されることによって半径方向内方に収縮して、
端部１７ａ，１７ｂが管１５，１６の端部１５ａ，１６
ａを、半径方向内方に押圧するように収縮する残留歪が
予め付与されている。 【００１２】炭素繊維層１８の端部には、接続作業時
に、端子部材１９，２０が接触されて、電気的に接続さ
れる。端子部材１９，２０には、直流または交流の電源
２１が接続される。 【００１３】炭素繊維層１８が電力付勢されてジュール
熱が発生することによって、継手本体１７の端部１７
ａ，１７ｂの内周面と、管１５，１６の端部１５ａ，１
６ａの少なくとも外周面とが加熱されて軟化し、溶融
し、炭素繊維層１８内にこれらの合成樹脂が入り込んで
いく。これによって図１（２）で示されるように、管１
５，１６を、継手本体１７を介して、気密的に強固に接
続することができる。継手本体１７は、それが加熱され
ることによって、管１５，１６の端部１５ａ，１６ａを
半径方向内方に押圧するように収縮するので、管１５，
１６と継手本体１７との接続が一層確実になるととも
に、寸法精度をむやみに向上する必要がなくなる。図１
（２）で示される合成樹脂製管継手の完成後において
は、炭素繊維層１８は、管１５，１６および継手本体１
７を大きな強度で接続する補強材として働く。 【００１４】図３（１）は、端子部材１９の正面図であ
る。この端子部材１９は、金属製あるいは、銅または銀
のペーストを塗布した物体等、炭素繊維層１８との間の
接触抵抗の低いものであり、その形状は判割り状に構成
され、各部分２５，２６を管１５の端部１５ａ付近で管
１５を外囲し、炭素繊維層１８の端面に接触して電気的
に導通することができる。 【００１５】図３（２）は、端子部材１９に代わる本発
明の前提となる他の構成を示す端子部材２７の正面図で
ある。この端子部材２７は、大略的にＣ字状に形成され
ており、その両端部２８，２９を離間して、管１５の端
部１５ａ付近に嵌込んで炭素繊維層１８に接触すること
ができる。 【００１６】端子部材１９，２７は、このように周方向
に延びているので、炭素繊維層１８に均一な電流密度で
電力を供給することができ、これによって炭素繊維層１
８を全面にわたって、均一に加熱することが可能とな
る。もう１つの端子部材２０に関しても同様な構成とな
っている。 【００１７】図４は、本発明の前提となる他の構成を示
す継手本体２３の断面図である。この継手本体２３は、
前述のようにポリオレフイン系の熱可塑性合成樹脂から
成り、半径方向内方の部分は、炭素繊維層２４となって
いる。この炭素繊維層２４の軸線方向両端部に、前述の
ように電力を供給することによって、加熱することがで
きる。継手本体２３は、加熱によって半径方向内方に収
縮する残留歪が予め付与されている。炭素繊維層２４
は、炭素繊維が合成樹脂に分散されて構成される。 【００１８】図５は、本発明の前提となる他の構成を示
す継手本体３０の断面図である。この構成では、継手本
体３０はポリオレフイン系合成樹脂製であり、その半径
方向内方に炭素繊維層３１を有する。この炭素繊維層３
１の内周面３１ａは、凹凸を有している。したがって、
管１５，１６の端部１５ａ，１６ａの外周面との接触面
積を増大することができ、これによって気密性能を向上
することができる。炭素繊維層３１は、それ自体のみで
あってもよく、またはポリオレフイン系熱可塑性合成樹
脂に混合分散される構成であってもよい。 【００１９】図６は、本発明の実施の一形態の断面図で
ある。熱可塑性合成樹脂製管４２には、合成樹脂製プラ
グ４３の端部４３ａが嵌合され、炭素繊維層４４の加熱
によって両者４２，４３が熱溶融されて、接続が行われ
る。 【００２０】図７は、図６のプラグ４３の軸線方向の長
さＬに亘る周方向展開図である。炭素繊維層４４は、プ
ラグ４３の端部４３ａの外周面に線状または帯状に形成
されており、この炭素繊維層４４の端部４４ａ，４４ｂ
に、電源４５を接続して加熱を行い、管４２とプラグ４
３との接続を行うことができる。 【００２１】図６および図７に示される本発明の実施の
一形態の構成をさらに述べる。管４２およびプラグ４３
のプラグ本体５３は、たとえば前述のようにポレオレフ
ィン系熱可塑性合成樹脂から成る。プラグ４３のプラグ
本体５３は、管４２の端部に嵌合される筒部５４と、こ
の筒部５４を閉塞する閉塞端部５５とを有する。 【００２２】筒部５４の外周面に形成される炭素繊維層
４４は、図７から明らかなように折り返し点５６で折り
返された２つの各長手部分５７，５８が、ほぼ平行に延
びて布設して形成される。炭素繊維層４４の一端部４４
ａ，４４ｂは、図６から明らかなように、管４２の端部
から管軸方向（図６の左右方向）外方（図６の右方）に
露出しており、これによって電源４５との接続が可能と
なる。炭素繊維層４４は上述のように細長く形成されて
おり、布設される方向が筒部５４の周方向に拡って屈曲
しており、したがって電源４５によるジュール熱によっ
て、管４２の端部の内周面と、筒部５４の外周面との間
には、周方向全面にわたって、その合成樹脂が炭素繊維
に入り込んで溶融し、その後、固化されて炭素繊維層が
一体化され、合成樹脂が炭素繊維に入り込んで管４２の
端部とプラグ４３の筒部５４とが一体化されて気密に接
続される。この炭素繊維層４４は、前述の炭素繊維層１
８，２４，３１と同様な構成を有していてもよい。 【００２３】管４２は、図８に示されるようにガスを輸
送するポレオレフィン系合成樹脂製管６０に接続された
分岐のためのサドル６１に形成されていてもよい。図８
に示される構成では、管４２からプラグ４３が大きく突
出することなく、閉塞することができるようになる。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、作業性が向上され、現
場で作業性を低下させるような工具を必要とせず、また
熟練者を必要とせず、シール性能を向上して接続を行う
ことができる。また安価に実現することができる。 【００２５】さらにまた、経年変化を抑制することがで
き、長期間にわたってシール性能を維持するとともに、
特に炭素繊維による大きな強度を保つことが可能となる
ことが重要である。 【００２６】また本発明によれば、熱可塑性合成樹脂製
管からプラグが長く突出することなく、管の端部を信頼
性高く閉塞することができる。 【００２７】特に本発明によれば、管とその端部内に挿
入されるプラグとは、いずれもポリオレフイン系合成樹
脂から成り、管の端部の内周面と、その内周面にそれぞ
れ嵌合しているプラグの端部の外周面との間に存在する
炭素繊維に前記合成樹脂が入り込んで溶融固化して一体
化した炭素繊維層が形成され、したがつてこのような構
成を有する閉塞構造は、炭素繊維層に電力を供給して接
続作業が行われるので、前述のように接続作業が容易で
あり、その作業に熟練者を必要としない。 【００２８】また炭素繊維は、前述の図１３に関連して
述べた金属製コイルである加熱線１２のように酸化せ
ず、したがつてポリオレフイン系合成樹脂を酸化させて
変質させることはなく、したがつてシール性能を劣化さ
せず、また強度を低下させることはなく、むしろこの炭
素繊維によつて強度が高くなるという優れた効果が達成
される。 【００２９】さらに本発明では、この炭素繊維層に電力
が供給されることによつて、溶融すべき部分を均一な温
度分布で加熱することができるという優れた効果が達成
され、このことは前述の図１３に関連して述べた金属製
コイルである加熱線１２を用いる先行技術によつては到
底達成することができない優れた効果であり、本発明で
はシール性能および機械的強度をこの先行技術に比べて
充分に向上することができるようになり、信頼性の向上
が図られる。 【００３０】また本発明によれば、この炭素繊維に合成
樹脂が入り込んで溶融固化して一体化するので、前述の
図１３に関連して述べた先行技術における金属製コイル
である加熱線が合成樹脂と分離してシール性能および機
械的強度が低下してしまうというおそれは、本発明では
全く存在しない。 【００３１】さらに本発明では、管の端部の内周面とプ
ラグの端部の外周面との間には、接着剤が介在されるこ
とはなく、管とプラグとが溶融固化して一体化する構成
を有するので、上述のようにシール性能と機械的強度の
向上を図ることができるとともに、そのような接着剤を
必要としないので、管およびプラグとは異なる種類の合
成樹脂である接着剤の層を介して接続されることはな
い。管とプラグとはいずれもポリオレフイン系合成樹脂
から成り、したがつてシール性能と機械的強度とが上述
のように向上されることになるのである。またこのよう
な接着剤を、本発明では用いないので、作業性が良好で
あるという効果もある。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の前提となる構成を示す断面図である。 【図２】図１に示される継手本体１７の断面図である。 【図３】端子部材１９，２７の正面図である。 【図４】本発明の他の前提となる構成を示す継手本体２
３の断面図である。 【図５】本発明のさらに他の前提となる構成を示す継手
本体３０の断面図である。 【図６】本発明の実施の一形態を示す断面図である。 【図７】図６におけるプラグ４３の軸線方向の長さＬに
亘る周方向展開図である。 【図８】図６および図７に示される本発明の実施の一形
態の管４２を閉塞した構成を示す簡略化した斜視図であ
る。 【図９】先行技術の断面図である。 【図１０】図９に示される先行技術の斜視図である。 【図１１】他の先行技術の差込み接続管継手を示す断面
図である。 【図１２】図１１に示された先行技術における加熱工具
６を示す断面図である。 【図１３】他の先行技術の管継手を示す断面図である。 【符号の説明】 ４２ 管 ４３ プラグ ４４ 炭素繊維層 ４５ 電源 ５３ プラグ本体 ５４ 筒部 ５５ 閉塞端部

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．閉塞されるべき熱可塑性合成樹脂管の端部内に、熱
    可塑性合成樹脂製プラグ本体の筒部が嵌合され、 プラグ本体は、この筒部が閉塞端部によって閉塞された
    構成を有し、 管の端部の内周面と、筒部の外周面との間には、周方向
    全面にわたって、前記合成樹脂が炭素繊維に入り込んで
    溶融固化した炭素繊維層が一体化されて形成されること
    を特徴とする管の閉塞構造。 ２．管およびプラグ本体は、ポレオレフィン系合成樹脂
    製であることを特徴とする請求項１記載の管の閉塞構
    造。 ３．炭素繊維層は、細長く形成されて筒部の周方向に拡
    って屈曲し、 この炭素繊維層の長手方向両端部は、管の端部から管軸
    方向外方に露出していることを特徴とする請求項１また
    は２記載の管の閉塞構造。 ４．炭素繊維層は、折り返された２つの各長手部分がほ
    ぼ平行に延びて形成されることを特徴とする請求項３記
    載の管の閉塞構造。 ５．接続されるべきオレフィン系合成樹脂製管の端部内
    に、オレフィン系合成樹脂製プラグ本体の筒部が嵌合さ
    れ、 プラグ本体は、この筒部が閉塞端部によって閉塞された
    構成を有し、管の端部の内周面と、筒部の外周面との間
    には、周方向全面にわたって、前記合成樹脂が炭素繊維
    に入り込んで溶融固化した炭素繊維層が一体化されて形
    成され、 この炭素繊維層は、折り返された２つの各長手部分がほ
    ぼ平行に延びて筒部の周方向に拡って屈曲し、 炭素繊維層の長手方向両端部は、管の端部から管軸方向
    外方に露出していることを特徴とする管の閉塞構造。 ６．（ａ）プラグを準備し、このプラグは、（ａ１）プ
    ラグ本体であって、 熱可塑性合成樹脂製管の端部内に嵌合される筒部と、 前記管の端部よりも管軸方向外方で筒部に連なって筒部
    を閉塞する閉塞端部とを有し、 熱可塑性合成樹脂から成るプラグ本体と、（ａ２）筒部
    の外周面上に細長く形成される炭素繊維から成り、筒部
    の周方向に拡って屈曲している炭素繊維層とを備え、 （ｂ）管の端部内にプラグの筒部を嵌合し、かつ炭素繊
    維層の両端部を管の端部から管軸方向外方に露出し、 （ｃ）炭素繊維層の両端部に電源を接続して、管の端部
    の内周面と、筒部の外周面とを溶融して、前記合成樹脂
    が炭素繊維に入り込んで溶融固化して管の端部とプラグ
    本体とを一体化することを特徴とする管の閉塞方法。 ７．（ａ）プラグ本体であって、 熱可塑性合成樹脂製管の端部内に嵌合される筒部と、 前記管の端部よりも管軸方向外方で筒部に連なって筒部
    を閉塞する閉塞端部とを有し、 熱可塑性合成樹脂から成るプラグ本体と、 （ｂ）筒部の外周面上に細長く形成される炭素繊維から
    成り、筒部の周方向に拡って屈曲している炭素繊維層と
    を備えることを特徴とするプラグ。
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