JP3197106B2 - 合成樹脂管の接合強度試験装置 - Google Patents

合成樹脂管の接合強度試験装置

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JP3197106B2 JP09776093A JP9776093A JP3197106B2 JP 3197106 B2 JP3197106 B2 JP 3197106B2 JP 09776093 A JP09776093 A JP 09776093A JP 9776093 A JP9776093 A JP 9776093A JP 3197106 B2 JP3197106 B2 JP 3197106B2
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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、合成樹脂管の接合強度
試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】合成樹脂管の接合強度を試験する方法と
しては、従来、JWWA(日本水道協会規格)S101
「水道用硬質塩化ビニル管の接着剤」に、接着剤を使用
してゼロ嵌合でスリーブ接着した2本の硬質塩化ビニル
管を引張試験機で管軸方向に10mm/minの引張り速度で引
張り、接着部が抜けた時の荷重を接着面積で除して接着
力(kg/cm2で表す) を求める試験方法が知られている。
【0003】また、より実用的な方法としては、任意の
接着嵌合(例えばJIS K6743「水道用硬質塩化
ビニル管継手」に規定されるもの等)で接合された硬質
塩化ビニル管の両端を閉じ、一定の静水圧を加えて、接
合部が抜けるまでの時間を測定する方法が知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のJWWA S1
01の試験方法は、接着剤の性能(即ち接着力)を測定
する試験方法であって、接合方法や構造を含めた接合部
全体としての性能を測定する方法ではない。また上記両
試験方法とも、接着接合のみの、しかも静的な圧力や剪
断剥離力に対する評価のみを行うものであって、実際の
使用条件に近い状態での接合部の評価を行うものではな
い。
【0005】しかるに、実際の合成樹脂管の接合方法
は、接着、融着、ゴム輪、フランジ等多岐にわたり、し
かも、接合部には単純な内圧や管軸方向の剪断力のみで
なく、管軸と垂直方向の曲げや、埋設による土圧等、接
合部を圧縮変形させるようとする外力が同時にかかるよ
うなことも多い。また試験温度も、上記従来の試験方法
においては、20℃あるいは常温の一定に保たれるが、
実際の使用温度はかなり大きい範囲で変化する。
【0006】更に、従来の試験方法では、1本ずつ試験
を行っているために、接着接合のような場合には、時間
の経過や周囲温度の変動等、試験条件が変化するので、
データの信頼性が低く、また、試験片のつけ替えや、監
視、待ち時間等、作業の手間や無駄時間を要することが
多かった。
【0007】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたもので、従来技術のこのような問題点を解
消し、接着接合に限られず、実際の使用条件に近い状態
での評価が可能で、一度に多数の試験片についての試験
を可能とすることによって、信頼性のより高いデータが
得られ、且つ、試験にかかる手間や時間を少なくするこ
とのできる、合成樹脂管の接合強度試験装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の合成樹脂管の接合強度試験装置は、長さ方
向の概ね中央部に、合成樹脂管同士もしくは合成樹脂管
と継手部材との接合部が設けられた試験片の接合強度を
試験する合成樹脂管の接合強度試験装置であって、 複数本の試験片の両端部を自由支持の状態で水平に支
持する第一架台、 試験片の中央部を両端部と同じ高さで自由支持の状態
で水平に支持する第二架台、 上記二つの架台の一方を水平面内で試験片の軸と垂直
方向に揺動させる揺動装置、 各試験片毎に内圧がかけられる加圧装置、 各試験片毎に加圧開始から漏れ発生による圧力低下ま
での経過時間を記録する計時装置、 を備え、少なくとも両方の架台が、任意の温度条件に調
節可能な恒温装置内に設置されていることを要旨とする
ものである。
【0009】なお、上記において自由支持とは、支持点
において揺動方向及び上下(鉛直)方向の移動は拘束さ
れているが、揺動方向と垂直方向の動き(この場合試験
片の軸方向の動き)及び支点での回動運動は拘束されて
いないような支持であって、例えば、管の外面をU字ボ
ルトや巾狭のバンド等で架台に拘束・支持したような状
態を云う。
【作用】本発明の合成樹脂管の接合強度試験装置におい
ては、試験片の接合部が設けられた概ね中央部と両端部
を、別々の架台に自由支持の状態で水平に固定し、揺動
装置によって一方の架台を水平面内で試験片の軸と垂直
方向に揺動可能としているとともに、加圧装置によって
試験片毎に内圧がかけられる。
【0010】従って、試験片に内圧をかけた状態で、接
合部と両端を試験片の軸と垂直方向に相対的に揺動する
ことによって、接合部に繰り返しの曲げモーメントや、
接合部を圧縮変形させようとする力等がかけられるの
で、実配管の使用条件に近い状態での試験を課すことが
できる。
【0011】また、揺動の振幅、周期、加圧する内圧等
を変化させることによって、異常発生までの時間を短縮
した促進試験を行うことができる。
【0012】また、各試験片には、加圧開始から漏れ発
生または破壊等、接合部の損傷による圧力低下までの経
過時間を記録する計時装置が設けられているので、検査
担当者がつききりで監視していなくても、異常発生まで
の経過時間あるいはサイクル数等が把握でき、試験にか
かる工数が削減できる。
【0013】更に、試験片を載置した架台を恒温装置内
に置くことによって、複数本の試験片を任意の制御され
た周囲条件下で試験することができるので、時間の経過
や周囲条件の変化等によるデータのバラツキが少なくな
るとともに、試験期間を短縮することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を、実施例により図面を参照し
て説明する。図1及び図2は本発明の合成樹脂管の接合
強度試験装置の実施例の構成を示す概略説明図であっ
て、図1は平面図、図2は立面図である。
【0015】図1及び2において、2本の硬質塩化ビニ
ル管(以下「管」という)Pが中央部で硬質塩化ビニル
管用ソケット(以下「ソケット」という)Sを介して接
着接合された複数本の試験片Tが、管Pの両端部を固定
架台1に、またソケットSを可動架台2に、それぞれ各
部1本のUボルト3によって、自由支持の状態で水平に
支持されている。
【0016】可動架台2の下側には、図示しない複数個
の車輪が設けられ、また図示しないガイドに導かれて、
固定架台1上に固定されたレール4の上を、矢印イ,ロ
のように前後(図1では左右)に揺動可能な構造とされ
ている。
【0017】可動架台2を揺動させる手段は、以下の通
りである。即ち、モーター5の回転はVベルト減速機6
で減速して変速機7に伝達され、次いで変速機7で変速
されて、クランク板8から取り出される。クランク板8
上には、その中心からの距離(偏心値)eが複数段階あ
るいは連続的に変えられるようにピン9が設けられてい
て、連結アーム10の一端側の孔にピン9を通し、他端
の孔に可動架台2に設けられたピン11を通して、可動
架台2と変速機7を連結する。
【0018】なお、試験時の揺動サイクル数を変更する
場合には、変速機7の変速比を調節したり、変更の巾が
大きい場合には、モーター5と変速機7のプーリー径の
変更、あるいは変速機7を据え替えることによって可能
である。また、試験片Tに与える揺動の振幅(図1にW
で示す)は、クランク板8上のピン9の中心からの距離
eとほとんど同じであり、上述したように、ピン9の位
置を移動することによって調節可能である。
【0019】次に、試験片Tに内圧をかける加圧装置に
ついて説明する。ポンプ12は、図示しない水温調節装
置によって所定の試験水温に調節された水を水槽13か
ら吸い込んで所定の試験水圧に加圧し、圧力管14に送
りこむ。そして、圧力管14からは、各試験片Tへ連絡
する分岐用の高圧ホース15が分岐している。(なお、
必要によっては、ポンプ12を常時運転する必要がない
ように、アキュムレーター等の蓄圧装置を設けてもよ
い。)
【0020】試験片Tの両端部には、内面コアと袋ナッ
トで管壁を挟持するシールキャップ16が取着され、一
端側のシールキャップ16には弁17が設けられてい
て、弁17を開けば圧力がかかり、その状態で閉めると
圧力が保持される。これによって、各試験片T毎に内圧
がかけられる構成となっている。
【0021】また、他端のシールキャップ16には、試
験圧力を表示する圧力ゲージ18、及び、試験片Tに試
験圧力をかけ始めてからの経過時間を記録する計時装置
19が設けられている。この計時装置19は、試験片T
からの漏れや試験片Tの破壊等によって圧力が一定値以
下に下がった場合、圧力センサーによって作動が停止す
る構造のものである。
【0022】更に、クランク板8の回転に連動して、試
験片Tにかけられる曲げ回数(可動架台2の揺動回数に
同じ)を記録するカウンター20が設けられていて、試
験終了までに与えた総曲げ回数が記録される。
【0023】なお、上記試験装置(少なくとも試験片T
を載置する固定架台と可動架台)は恒温室もしくは恒温
槽内に設置されていて、任意の温度条件に調節可能であ
る。
【0024】上記のように構成された試験装置によっ
て、接合強度試験を行う方法について説明する。ポンプ
12によって所定の試験圧に昇圧された水を圧力管1
4、高圧ホース15に導き、弁17を開けて、試験片T
内に水を充満させて加圧状態とした後、弁17を閉じて
内圧を保持する。なお、計時装置19は、圧力センサー
が感知すべき許容水圧低下限度を、前もって設定してお
く。
【0025】試験片Tの加圧開始後、モーター5を起動
すると、可動架台2は、クランク板8上のピン9の偏心
値e(即ち振幅W)だけ前後方向(図1では左右方向)
に揺動するが、試験片Tは両端部が固定架台1に固定さ
れているので、中央部(接合部)が、一点鎖線で示され
るように、振幅Wで弓状に揺動し、接合部に正負の繰り
返し曲げモーメントをかけた試験が行われる。また、そ
の際、接合部には、図3に示すように、接合部のソケッ
トS及び管Pの変形や偏心が発生し、接着層が破壊され
て、水漏れが発生するようになる。
【0026】水漏れ量が多くなり、内圧が計時装置19
の圧力センサーの感知限度以下になると、計時装置19
の作動が停止し、その時点までの経過時間が記録(表
示)される。また、可動架台2の単位時間当たりの揺動
サイクル数あるいは揺動周期は予め設定されているの
で、漏水に到るまでの曲げ回数を知ることができる。
【0027】また、ある1本の試験片Tの試験が終了し
ても、各試験片の弁17を閉めておけば、その試験片の
漏水や破壊に影響されることなく、全試験片の試験を続
行することができる。
【0028】上記実施例は、管端部を固定し接合部を揺
動させるものであるが、接合部を固定して管端部を揺動
させるものとしてもよい。また、揺動装置を、上記のク
ランク機構のものに代えて、空気シリンダー式、油圧シ
リンダー式、その他カムとスプリング駆動によるもの等
としてもよい。また、固定架台1と可動架台2の相対運
動部分の組合せを、レール4と車輪に代えて、摺動式の
もの等としてもよい。
【0029】更に、上記実施例は、接着接合部の場合に
ついて述べたが、その他の接合手段による接合部を持っ
たものについても概ね同様であるあ。例えばゴム輪接合
のように、内圧によって接合部が軸方向に移動して抜け
てしまう恐れのある試験片の場合には、両方の管同士を
抜け防止の引張り棒で拘束したり、シールキャップ16
に軸方向の移動を防止する金具を設ける等の構造とする
ことで対処できる。
【0030】また、上記試験装置では、揺動のサイクル
数を増加したり(即ち周期を短くしたり)、振幅を大き
くすることによって、接合部の漏水や破壊までの時間を
短縮した、促進試験を行うこともできる。
【発明の効果】本発明は以上に説明した構成となってい
るので、各種の接合方法で接合された合成樹脂管につい
て、内圧のみでなく、繰り返し曲げを与えることによ
り、実際の使用条件に近い状態で、且つ、同時に複数本
の試験片につき、接合部の性能試験を実施することがで
きるので、試験条件が一定化され、データのバラツキが
少なく、信頼性の高い接合部の性能評価結果を得ること
ができる。
【0031】また、揺動のサイクル時間を短縮すること
によって、促進試験を行うことができるので、短時間で
性能評価を行うことができる。
【0032】また、上記により、試験片の準備、着脱、
監視等の手間や時間が減少し、また試験を計画的に実施
しやすくなるので、試験作業の合理化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す概略説明図(平面
図)。
【図2】本発明の実施例の構成を示す概略説明図(立面
図)。
【図3】本発明の使用態様を示す説明図であって、 (A)水平縦断面図。 (B)(A)のX−X線における断面図。
【符号の説明】
1 固定架台 2 可動架台 3 Uボルト 5 モーター 7 変速機 8 クランク板 10 連結アーム 12 ポンプ 16 シールキャップ 17 弁 19 計時装置 P 硬質塩化ビニル管 S ソケット T 試験片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 19/04 G01N 3/00 - 3/62 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長さ方向の概ね中央部に、合成樹脂管同
    士もしくは合成樹脂管と継手部材との接合部が設けられ
    た試験片の接合強度を試験する合成樹脂管の接合強度試
    験装置であって、 複数本の試験片の両端部を自由支持の状態で水平に支
    持する第一架台、 試験片の中央部を両端部と同じ高さで自由支持の状態
    で水平に支持する第二架台、 上記二つの架台の一方を水平面内で試験片の軸と垂直
    方向に揺動させる揺動装置、 各試験片毎に内圧がかけられる加圧装置、 各試験片毎に加圧開始から漏れ発生による圧力低下ま
    での経過時間を記録する計時装置、 を備え、少なくとも両方の架台が、任意の温度条件に調
    節可能な恒温装置内に設置されていることを特徴とす
    る、合成樹脂管の接合強度試験装置。
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