JP3954512B2 - 継手付管及びそれの製造装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製で、かつ、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管同士を容易迅速に接続することができ、しかも水密性を高めた状態で接続することが継手付管に関し、特に、道路下の排水管路や下水道用の排水管路等の大型管路を構成するために使用する内径寸法が1000mm以上の合成樹脂製の大型管同士の接続に有利な継手付管及びそれの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記大型管としては、コンクリート製のヒューム管が一般的であるが、近年においてヒューム管と同等以上の強度を有し、耐久面及び軽量化並びに施工時の省力化の点等において有利な合成樹脂製の大型管を用いる場合が多くなってきている。
そして、このような大型管は、内径寸法が1000mm以上であるだけでなく、運搬面や施工面を考慮して長さが約5mとなる長尺な寸法に設定されたものがほとんどであり、このような大型で長尺な大型管の複数を接続するためには、まず図31(b)に示すように、管30の端部に他方の管30の端部が連結方向で入り込むほぼZ型の切欠部31を形成している。このように切欠部31を形成することによって、2本の管30,30の一端同士を突き合わせたときに、一方の管30の凸部30A及び凹部30Bの端面31Aが他方の管30の凸部30A及び凹部30Bの端面31Aに合致してそれら凸部30A及び凹部30Bが接続部においても連続形成される構成となり、螺旋ピッチが異なることがないようにすることで、後記する管軸芯方向に備えた一対の抜け止め用突起33,33を凹部30B,30Bに確実に入り込ませることができるようにしている。
前記のように形成された2本の管30,30を接続する場合には、図31(a)に示すように、まず接続予定箇所に両端側それぞれにボルトホルダー32及び内面の所定箇所に抜け止め用突起33を備えた金属製の一方(下用)の半割継手34をそれの内面側(上側)にパッキンシート35がセットされた状態で配置した後、2本の管30,30同士を図31(b)に示すように、管30の凹部30Bに前記突起33が入り込むと共に切欠部31,31のうちの管軸芯方向の端面31A,31Aが真上に位置するように配置する。この時、管30,30の切欠部31,31同士に大きな隙間が発生しないように配置する。次に、図31(c),(d),(e)に示すように、2本の管30,30それぞれの切欠部上面の凹部30B,30Bの一部分に、凸部30Aの上端よりも少し盛り上がるように内部に止水用ブロック36を隙間のない状態で止水用のコーキング材37にて覆うように充填してから、パッキンシート35を充分に引っ張りながら管30に巻き付け、図31(f)に示すようにビニールテープ38,38等で固定する。続いて、図31(g)に示すようにもう一方(上用)の半割継手39(前記半割継手34と同一構成のもの)を上から被せた後、両半割継手34,39の上下に位置するボルトホルダー32,32にボルト40を通してナット41を螺合させることによって、上下のボルトホルダー32,32を接近させて締め付け固定し、2本の管30,30の接続を完了するのである。
【0003】
上記接続方法によれば、次のような問題点があった。
▲1▼上下一対の半割継手34,39の他、パッキンシート35、止水用ブロック36、止水用コーキング材37等の多数の材料が必要になり、在庫管理費や運搬費を含めたトータルコストが高く付くだけでなく、それら多数の材料を接続手順に沿って行うことが多くの時間と手間を要するものであった。
▲2▼前記管30の凹部30Bに前記突起33が入り込むと共に管30の切欠部31のうちの管軸芯方向の端面31Aが真上に位置するように管30を配置することが非常に労力のかかるものであるだけでなく、多数の管30を接続(連結)していく中で、管30の連結終端側においては、組み付け誤差や切欠部の形成誤差等に起因して、前記のように管30の切欠部31のうちの管軸芯方向の端面31Aが真上に位置するように管30を配置することが難しく、接続(連結)作業がし難くなることもあった。
▲3▼管に形成するための切欠部31を精度よく形成したとしても、2つの管を突き合わせたときに切欠部31,31同士間に隙間が発生することを完全に解消することができず、水圧の大きさによっては止水を確実に行うことができない不都合があった。
【0004】
上記▲1▼の問題点を解消するものとして、保形性を有する谷埋め部材を管本体の端部に予め固定して、2つの管を突き合わせた端部の2箇所にコーキング材を充填する充填作業を不要にすることができるものが提案されている(例えば特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−147661号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1によると、コーキング材を充填する充填作業を不要に出来る分、接続作業の迅速化を図ることができる利点があるものの、パッキンシートを充分に引っ張りながら管に巻き付ける作業は依然として必要であるため、根本的な解決には至らないものである。又、▲2▼や▲3▼の問題点を解消できないことから、早期改善が要望されている。
【0007】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、コスト高になることを抑制することができ、しかも、接続作業を容易迅速に行えると共に、止水を確実に行うことができる継手付管を提供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、合成樹脂製で、かつ、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管本体の一端に、該管本体の内径寸法よりも大きな外径寸法を有する金属製で筒状の受け口を内挿して備えさせ、前記管本体の他端に、それの内径寸法よりも大きな外径寸法を有し、かつ、前記受け口に挿入して接続可能な先端側挿入部を備えた金属製で筒状の差し口を内挿して、継手付管を構成したり、又、合成樹脂製で、かつ、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管本体の一端に、該管本体の内径寸法よりも小さな外径寸法を有する金属製で筒状の受け口を、内挿して該受け口の少なくとも一部を拡径することにより備えさせ、前記管本体の他端に、それの内径寸法よりも小さな外径寸法を有し、かつ、前記受け口に挿入して接続可能な先端側挿入部を備えた金属製で筒状の差し口を内挿して該差し口の少なくとも一部を拡径することにより備えさせて、継手付管を構成している。
管軸芯方向で隣り合う管同士を接続する場合には、一方の管の管本体の一端に備えさせた受け口に対して他方の管の管本体の接続側の一端に備えさせた差し口を挿入することによって、2本の管の一端同士を接続することができる。尚、前記受け口及び差し口のうちの少なくとも一方に両者の接続に伴って両者間をシール処理するためのシール材を備えさせて実施してもよいし、両者の接続が完了した後において粘土状のコーキング材や接着剤等を両者間に充填してシール処理してもよい。尚、受け口及び差し口の外径寸法は、それらを管本体に内挿した場合に、管本体が大きく変形する、つまり管本体の弾性復元力が消滅するような大きな力が管本体に作用することがないように管本体の内径寸法よりも僅かに大きな寸法に設定することになる。又、管本体に受け口又は差し口を挿入してその一部を拡径することにより備えさせる場合には、前記のように内挿して備えさせる場合において管本体に弾性復元力が消滅するようなトラブル発生を回避することができる。又、前記受け口及び差し口それぞれを、それの外形寸法が挿入方向全域において同一になるように構成する他、例えば挿入方向後端側ほど外側に位置するテーパー面(傾斜面)を有する筒状のものであってもよい。この場合、受け口及び差し口の外形寸法を、それらの挿入方向後端部のみ管本体の内径寸法よりも大きくなるように構成することによって、管本体に受け口及び差し口を無理なく内挿することができる。
【0009】
前記管本体の凸部に帯状で板状の金属製補強部材を備えさせることによって、管本体の強度を飛躍的に向上させることができる。又、受け口及び差し口を管本体に内挿した状態において金属製補強部材からの弾性復元力を受けることにより受け口及び差し口を管本体に強力に固定することができる利点がある。
【0010】
前記受け口及び差し口のそれぞれが、挿入方向先端側ほど内側に位置するテーパー形状の筒状体からなり、前記筒状体の外面に融着可能な合成樹脂からなる環状のシール材を備えさせ、前記管本体に前記テーパー形状の受け口又は差し口をそれの先端から該管本体を拡径変形させない位置まで内挿し、その内挿状態においてシール材を加熱溶融又は加熱変形させながら前記管本体に前記受け口又は差し口を設定位置まで内挿することにより、該管本体の端部を外拡がり形状に熱変形させて、継手付管を構成してもよい。
上記のように管本体にテーパー形状の受け口又は差し口をそれの先端から管本体を拡径変形させない位置まで内挿し、その内挿状態においてシール材を加熱溶融又は加熱変形させることにより、その熱が管本体にも伝達されて管本体が変形し易い状態になる。この状態で受け口又は差し口を管本体に対して設定位置まで内挿することにより、管本体の端部に亀裂などの発生を招くことがない状態で該端部を外拡がり形状に変形させることができる。
前記管本体の内径寸法に製造誤差によるバラツキが発生している場合や、内径寸法が多少異なる複数種類の管本体、特に内径の寸法が所定の寸法よりも小さな管本体に受け口又は差し口を装着する場合でも、前記のように管本体にテーパー形状の受け口又は差し口をそれの先端から管本体を拡径変形させない位置まで内挿し、その内挿状態においてシール材を加熱溶融又は加熱変形させることにより、管本体の端部に亀裂などの発生を招くことがない状態で該端部を外拡がり形状に変形させることができ、管本体の内径の寸法差を良好に吸収することができる利点がある。尚、前記シール材を加熱溶融又は加熱変形させる場合には、管本体の途中まで差し込まれた受け口又は差し口の内部に配置された高周波加熱装置にて行うことが好ましい。前記受け口又は差し口を管本体に対して設定位置まで内挿した後において、拡管手段を用いてテーパー形状の受け口又は差し口を管軸芯方向のどの位置においてもほぼ同一内径寸法を有するストレートな受け口又は差し口に戻してもよい。又、前記拡径変形させない位置とは、管本体への受け口又は差し口の内挿により管本体が少しでも変形することがない位置、具体的には管本体の端部内面が受け口又は差し口の外面が接触又はほぼ接触に近い状態になる位置のことを言う。
【0011】
前記受け口及び差し口のうちの少なくとも一方に該両者の接続に伴って両者間をシール処理するためのシール材を備えさせることによって、受け口と差し口の挿入完了と同時に接続作業を完了することができる。
【0012】
前記受け口及び差し口に管径方向内方側に凹んだ凹部及び管径方向外方側に突出した凸部を備えさせ、それら凹部と凸部を備えた受け口及び差し口を前記管本体に内挿することによって、凹部及び凸部のないものに比べて飛躍的に保形強度を高めることができた受け口及び差し口を管本体に備えさせることで、管本体の端部の強度を向上させることができる。
【0013】
前記凹部を環状に形成し、その凹部を前記管本体に対してシールするためのシール材を取り付けるための取付部に構成し、前記凸部を前記管本体への受け口及び差し口の挿入位置を接当規制するための規制部に構成することによって、それらを別体に形成して受け口及び差し口に取り付けるものに比べて、部品点数の削減化及び組み付け工程の削減化を図ることができる。
【0014】
前記受け口及び差し口を管本体に内挿した状態で、該受け口及び差し口の凹部と該管本体の内面との間に形成される空間内に、受け口及び差し口に形成の単数又は複数の開口を介して溶融樹脂を充填してそれが固化することによって、固化した空間内の樹脂部材が管本体に対する受け口及び差し口の移動を阻止する部材として機能させることができる。この場合、受け口及び差し口の外面に合成樹脂でなる被覆層を備えさせておけば、前記充填された溶融樹脂が管本体と受け口及び差し口の被覆層に溶融接着することになり、管本体と受け口及び差し口との間のシール処理を行うことができる。前記被覆層を形成する合成樹脂、管本体を形成する合成樹脂、充填する合成樹脂を全て同一のものから構成すれば、それらの接着力を高めることができる利点がある。
【0015】
前記受け口及び差し口の外面に合成樹脂でなる被覆層を備えさせてもよい。
【0016】
前記管本体の内面がフラットに形成されていることが好ましい。
【0017】
前記凹部を環状に形成し、その凹部を前記管本体に対してシールするためのシール材を配置するための取付部に構成し、その取付部内に配置されるシール材を金属に融着可能な合成樹脂からなる帯状部材から構成し、前記取付部の一部又は全部を管中心から管径方向外方側に押圧変形手段にて押圧変形させ、前記押圧変形手段にて前記取付部が変形された状態で該取付部内の帯状部材を高周波加熱装置にて加熱溶融させることにより前記管本体と受け口又は差し口とを結合している。
受け口又は差し口を管本体に嵌合により(無理にはめることにより)装着させたり、受け口又は差し口を管本体に挿入させた後、受け口又は差し口を拡径させて装着させることに加えて、金属に融着可能な合成樹脂からなる帯状部材を高周波加熱装置にて溶融させて管本体と受け口又は差し口とを結合させるのである。そして、前記帯状部材を高周波加熱装置にて溶融させる前に、取付部の一部又は全部を管中心から管径方向外方側に押圧変形手段にて押圧変形させることによって、管本体も管径方向外方側に押圧変形された状態で帯状部材が管本体側へ押し付けられた状態になる。この状態から高周波加熱装置にて帯状部材が溶融されることによって、管本体への押圧力が解除され、管本体が元の状態に戻ろうとする復元力により帯状部材が管本体からの押圧力を受けて取付部側に圧接される(押される)ことで、管本体と受け口又は差し口との結合力を高めることができる。尚、前記のように取付部の一部又は全部を管中心から管径方向外方側に押圧変形手段にて押圧変形させる押圧力は、変形された合成樹脂製(プラスチック製)の管本体が元の形状又は元の形状に近い形状に復帰するための復元力を発揮できる程度の力に設定することが好ましい。
【0018】
前記高周波加熱装置を構成する加熱コイルを前記受け口又は差し口の内部に配置して前記シール材を加熱溶融している。
上記のように加熱コイルを受け口又は差し口の内部に配置することによって、受け口又は差し口を管本体よりも早く加熱することができ、その分管本体の変形などのトラブル発生を回避することができる。
【0019】
前記帯状部材を、合成樹脂にカーボンブラック等の導電性フィラーを分散してなる、又は合成樹脂でなる帯状本体の表裏両面のうちの少なくとも一方の面に金網を備えさせる、又は合成樹脂でなる帯状本体の内部に該金網を備えさせて構成することによって、高周波加熱装置にて溶融させる時間を短縮させることができるだけでなく、高周波加熱装置を構成する加熱コイルによる加熱温度を合成樹脂のみで構成されたシール材に比べて低温にて溶融することができる。
【0020】
合成樹脂製でなり、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管本体を載置可能で、かつ、回転自在な回転台を設け、前記回転台に載置した管本体の管軸芯方向両側のうちの一方に、管径方向内方側へ凹んだ凹部内に金属に融着可能な合成樹脂でなるシール材(周方向全域に渡る長さを有するもの)を備えた金属製で筒状の受け口及び差し口を内挿するための内挿手段を設け、かつ、他方に高周波加熱装置を構成する加熱コイルを該管本体内へ挿入するための加熱コイル挿入手段を設け、前記管本体に受け口又は差し口が内挿手段にて内挿されてから前記回転台を回転させて該管本体がほぼ180度方向転換を行わせる方向転換手段と、該管本体の方向転換後に前記加熱コイルを該受け口又は差し口内に挿入してから前記シール材を加熱溶融させるための加熱溶融手段とを備えさせて、継手付管の製造装置を構成している。
継手付管を製造する場合には、まず回転台に載置された管本体の一端に受け口及び差し口のうちの一方を内挿手段にて内挿した後、方向転換手段にて管本体をほぼ180度方向転換させることにより、受け口又は差し口が内挿された管本体の一端を加熱コイル側に対向位置させることができる。この状態で加熱溶融手段にて加熱コイルを受け口又は差し口内に挿入させた後、加熱コイルを駆動することによりシール材を加熱溶融することで、管本体と受け口又は差し口とを結合させるのである。前記加熱溶融手段にて管本体と受け口又は差し口とを結合させている間に、管本体の他端に差し口又は受け口を内挿手段にて内挿させ、その後前記と同様に方向転換手段にて管本体をほぼ180度方向転換させることにより、受け口又は差し口が内挿された管本体の一端を加熱コイル側に対向位置させてから、加熱溶融手段にて加熱コイルを受け口又は差し口内に挿入させた後、加熱コイルを駆動することによりシール材を加熱溶融して、管本体と受け口又は差し口とを結合させて継手付管を構成することができる。尚、管本体に受け口又は差し口を装着させる際には、管本体を固定手段を用いて固定しておくことになる。前記シール材としては、管軸芯方向に幅のある帯状のもの(帯状部材)で構成されたものが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1及び図2に、高密度ポリエチレン(他の材料でもよい)からなる合成樹脂製の管本体1の一端に、円筒状の受け口(継手)2を備えると共に他端に円筒状の差し口(継手)3を備えさせて、継手付管4を構成している。尚、図では一方の管本体1に受け口2を他方の管本体1に差し口3を備えさせたものを差し込んで接続した状態を示している。前記管本体1は、内径寸法が1000mmで長さが5mのものであるが、1000mm未満の小径のものであってもよく、これらの寸法に限定されるものではない。又、前記継手付管4は、排水用の管や下水用の管として使用する他、電線共同溝等を形成するための管としても使用することができる。
【0022】
前記管本体1は、管軸芯方向でほぼ台形状(円弧状や三角形状あるいは矩形状等、どのような形状であってもよい)の凸部1Aとほぼ平坦面を有する凹部1Bとが交互に位置すると共に螺旋状に形成された外側部1aと、前記凸部1Aの下面を覆うことによりフラットな内面を形成するための内側部1bとから構成されている。しかも、前記のように大口径の管本体1の場合には、外側部1aの内面と内側部1bの外面との間にほぼ台形状の亜鉛メッキ鋼板(各種の金属を用いることができる)からなる金属製補強部材5を備えさせて、保形強度を飛躍的に高めることができる利点があるが、口径の大きさや使用目的等によっては金属製補強部材5を備えていないもの(図6参照)であってもよい。前記のように管本体1の内面をほぼフラットにしているのは、排水管や下水管として使用する場合に排水抵抗の低減を図ることができ、又、電線共同溝形成用の管として使用する場合に、管本体1内に通線する場合に、先端が引っ掛かることがなく、スムーズに通線作業を行うことができる利点がある。しかも、前記受け口2及び差し口3を管本体1に内挿した場合に挿入された部分に対して内面にて確実に受け止めることができるだけでなく、シールを確実に行うことができる。
【0023】
前記受け口2は、図2に示すように、円筒状の金属材料でなり、基端部に内側に凹んだ環状の凹部(溝部)2Aと、この凹部2Aから先端部にかけて管本体1の内面を2箇所で圧接するために形成された環状の一対の第1凸部2B,2Cと、これら第1凸部2B,2C間に形成された環状の凹部2Dと、管本体1の端部から管軸芯方向外方へ突出する突出部に形成され、かつ、管本体1の内面よりも外方へ突出する環状の第2凸部2Eとを備えさせてあり、受け口2の保形強度を飛躍的に向上させることができるようにしている。又、前記凹部2A内に管本体1の内面とのシールを行うための断面形状がほぼ矩形状(図では長方形で構成することによって接触面積を正方形の場合に比べて増大させてシール性能を向上させることができる)で環状(管本体1の内面全周に渡る長さ)のシール材(水を含むと膨張する水膨張ゴムリングから構成する場合がよいが、通常のシール材でもよい)6を設け、前記第2凸部2E内に後述する差し口3の抜けを接当阻止するための環状(部分的な形状であってもよい)のストッパー部材(無くてもよい)7を設けている。尚、前記凹部2Aがシール材6を取り付ける取付部となっている。又、前記第2凸部2Eの前記第1凸部2C側傾斜部2eにて管本体1に対する受け口2の挿入位置を接当規制するための規制部を構成している。
【0024】
前記差し口3は、図2に示すように、前記受け口2に挿入される部分を備えさせる関係上、該受け口2よりもほぼ2倍の管軸芯方向の寸法を有する円筒状の金属材料でなり、基端部に内側に凹んだ環状の凹部(溝部)3Aと、この凹部3Aから先端部にかけて管本体1の内面を2箇所で圧接するために形成された環状の一対の第1凸部3B,3Cと、これら第1凸部3B,3C間に形成された環状の凹部3Dと、管本体1の端部から管軸芯方向外方へ大きく突出する先端側挿入部3Xとを備えている。前記先端側挿入部3Xは、管本体1の内面よりも外方へ突出する環状の第2凸部3Eと、この第2凸部3Eの先端側に備えられた受け口2の内径寸法よりも少し小さな径を有する挿入部を連結するために形成された2つの段部を有する段差部3Fと、前記ストッパー部材7に接当して差し口3の抜け側への移動を接当阻止する第3凸部3Gと、前記受け口2に挿入案内される偏平部3Hと、先端に形成された第2凹部3Iとからなっている。前記のように凹凸部3A〜3Iを備えさせることによって、差し口3の保形強度を飛躍的に向上させることができるようにしている。前記基端部に位置する第1凹部3Aに、管本体1の内面との間のシール処理を行うための断面形状がほぼ矩形状(図では長方形で構成することによって接触面積を正方形の場合に比べて増大させてシール性能を向上させることができる)で環状のシール材(水を含むと膨張する水膨張ゴムリングから構成する場合がよいが、通常のシール材でもよい)8を備えさせ、前記先端部に位置する第2凹部3Iに受け口2の内面との間のシール処理を行うための断面形状がほぼ矩形状(図では長方形で構成することによって接触面積を正方形の場合に比べて増大させてシール性能を向上させることができる)で環状のシール材(通常はゴムリングであるが、水を含むと膨張する水膨張ゴムリングでもよい)9を備えさせている。前記第2凸部3Eの前記第1凸部3C側傾斜部3eにて管本体1に対する差し口3の挿入位置を接当規制するための規制部を構成している。
図12に示すように、両端がフリーになっている環状(リング状)で金属製のものから前記ストッパー部材7を構成した場合には、まず、グリッププライヤー等の工具Pの先端をストッパー部材7の両端に形成の凹部7A,7Aに係止させて、図12の2点鎖線から実線で示すように径方向に短縮させることにより、ストッパー部材7を差し口3の凹部3Sに備えさせる(図11(a)参照)。この状態から、ストッパー部材7を備えさせた一方の継手付管4の差し口3に他方の継手付管4の受け口2を挿入していき、図11(b)に示すように、受け口2の先端がストッパー部材7を通り越した時点で工具Pを外すことにより、図11(c)に示すように、ストッパー部材7がそれの弾性復元力により外側に拡がって受け口2の凸部2Eの内側の凹部に圧接力により固定された状態になる。そして、更に受け口2を矢印の方向に移動させて、受け口2の先端が差し口3の段部3Fの上端に接触した状態で挿入(接続)を完了するのである。尚、差し口3が抜ける側へ移動しようとしても、前記ストッパー部材7が凸部3Gの側部に接当してその移動が阻止されることになる。ここでは、前記ストッパー部材7を差し口3から受け口2へ移動させて備えさせる場合を示したが、差し口3又は受け口2のいずれか一方に完全に固定した状態で備えさせたものであってもよい。図11(a),(b),(c)に示す他の構成は、図6のものと同一であるため、同一の符号を付すと共に説明を省略している。
【0025】
前記継手付管4を製造する手順について説明すれば、図4(a)に示すように、帯板状で所定長さに形成されている鋼板10を図4(b)に示す上下動自在に構成された複数(図では4本)のベンディングローラ11を用いて図4(c)に示すように、円筒状に成形する。次ぎに、鋼板10の両端のつなぎ目部分10Aを自動溶接装置により溶接した後、溶接により盛り上がった部分を例えば溶接ビード仕上機により平坦に成形する(図4(d)参照)。それから、円筒状体10に、図2で示した凹凸部2A〜2E又は3A〜3Iをビート加工機により成形して、前記受け口2又は差し口3を作製する(図4(e)参照)。このように作製された受け口2又は差し口3を図5に示す圧入装置を用いて管本体1に内挿して継手付管4を製造することができる(図4(f)参照)。
【0026】
前記圧入装置について詳述すれば、図5に示すように、上下に配設された螺軸12,12にそれらの回転により図において左右方向に移動可能に支持された円筒状の圧入駆動ベース18の先端に取り付けた平板の支持体13に、径方向内方側へ移動可能で、かつ、前記受け口2又は差し口3の先端に係止するテーパー付係止片14を備えた係止アーム14の多数を円周方向に所定ピッチを置いて配置している。従って、図5に示すように、管本体1を多数のクランプ15にて保持させた状態にすると共に、係止アーム14の係止片14Aの後端に先端面が接触した状態で受け口2又は差し口3を係止保持させる。この状態から螺軸12,12を回転させることにより、圧入駆動ベース18を左側へ移動させて、管本体1にそれの一端の開口を通して受け口2又は差し口3を内挿し、前記係止アーム14を受け口2又は差し口3から係止解除したのち、圧入駆動ベース18を右側の初期位置に戻すことにより管本体1への受け口2又は差し口3の装着が完了することができるようにしている。尚、前記受け口2又は差し口3の外径寸法は、管本体1の内径寸法よりも少し大きな寸法に設定してあり、受け口2又は差し口3を管本体1に内挿したときに、管本体1が大きく径方向外方側へ変形されることがないように受け口2又は差し口3及び管本体1の寸法を設定することになる。ここでは、圧入装置により受け口2又は差し口3を管本体1に無理矢理挿入(内挿)した場合を示しているが、例えば受け口2又は差し口3を管本体1に容易に挿入することができるように受け口2又は差し口3の外径寸法を管本体1の内径寸法よりも小さな寸法に設定し、受け口2又は差し口3を管本体1に挿入した後、受け口2又は差し口3の挿入方向先端部、つまりシール材6又は8を備えている側の端部を拡管装置(径方向外側に押し拡げるための装置)にて押し拡げることにより、受け口2又は差し口3を管本体1に装着するようにしてもよい。尚、図1〜図3、図6〜図15に示している受け口2又は差し口3を管本体1に装着する方法は、前記圧入装置にて装着してもよいし、前記拡管装置にて装着してもよい。
【0027】
図1〜図3では、大口径の継手付管4を示したが、図6及び図7に示すように、小口径の継手付管4であってもよい。つまり、図6及び図7に示す受け口2又は差し口3の直径及び管軸芯方向の長さを、図1〜図3で示したものに比べて小さくしているだけであり、形状は全く同一であるため、同一の符号を付すと共に、説明を省略する。又、図6及び図7で示す管本体1には、金属製補強部材5のないものから構成しているが、金属製補強部材5を備えた管本体1であってもよい。
【0028】
又、図1〜図7では、受け口2又は差し口3を管本体1に対して挿入(圧入)することにより備えさせ、受け口2又は差し口3の外面と管本体1の内面との摩擦力のみで管本体1に対する受け口2又は差し口3の移動を阻止するようにしたが、例えば図8(a),(b)及び図9に示すように構成してもよい。つまり、受け口2又は差し口3(ここでは受け口2を拡大図)の基端部の管軸芯方向2箇所に凹部2Aをそれぞれ形成し、これら凹部2A,2A又は3A,3Aのうちの一方(図では先端部側)の凹部2A又は3Aに前記環状のシール材6又は8を取り付け、他方の凹部2A又は3Aに受け口2又は差し口3に形成した開口2K又は3K(図では1個のみ示しているが、複数個形成してもよい)を通して溶融樹脂16を充填する。そして、前記充填した溶融樹脂16が管本体1に接着固定されると共に固化することにより、管本体1に対する受け口2又は差し口3の移動を阻止する阻止部材として機能させることができるようになっている。従って、受け口2又は差し口3に抜ける方向への力が作用した場合でも、前記阻止部材16にて受け口2又は差し口3が管本体1に対して移動することを確実に阻止することができる利点がある。尚、管本体1を形成するための合成樹脂と充填する溶融樹脂16とを同一種類のものから構成することによって、両者の接着力を高めることができる。尚、前記受け口2の先端部2Tを先端側ほど外拡がり形状となるテーパ形状に形成してあり、差し口3を受け口2に容易に差し込むことができるようになっている。尚、他の部分は、前記説明したものと同一であるため、同一の符号を付すと共に、説明を省略する。
【0029】
又、図10(a),(b)に示すように、前記受け口2及び差し口3の表面又は裏面あるいは表裏両面を合成樹脂にてコーティングして被覆層17を形成し、この被覆層17が形成された受け口2又は差し口3を管本体1に挿入した状態で、凹部2A又は3A内に受け口2又は差し口3に形成した開口2K又は3Kを通して溶融樹脂16を充填する。そして、前記充填した溶融樹脂16が管本体1及び被覆層17に接着固定されると共に固化することにより、管本体1に対する受け口2又は差し口3の移動を阻止する阻止部材として機能させることができるだけでなく、管本体1に対するシール処理も同時に完了できるようになっている。従って、受け口2又は差し口3に抜ける方向への力が作用した場合でも、前記阻止部材16にて受け口2又は差し口3が管本体1に対して移動することを確実に阻止することができるながらも、シール処理も完了することができる利点がある。尚、管本体1を形成するための合成樹脂と被覆層17を形成するための合成樹脂と充填する溶融樹脂16の全ての樹脂を同一種類のものから構成することによって、それら3つの接着力を高めることができる。尚、他の部分は、図8(a),(b)のものと同一であるため、同一の符号を付すと共に、説明を省略する。
【0030】
前記ストッパー部材7を省略して実施する場合を、図13及び図14に示している。この場合、ストッパー部材7を備えさせるための凹部を受け口2や差し口3に備えさせることが不要になり、その分継手の管軸芯方向の長さを短くすることができるだけでなく、受け口2及び差し口3の構造の簡素化を図ることができる。又、受け口2と差し口3とを挿入接続したときの継手の外部への管軸芯方向における露出範囲Hを小さくすることができ、土圧の影響による接続部における変形を抑制することができる利点がある。図に示す3E又は2Eは、差し口3又は受け口2を管本体1へ挿入するときに、挿入深さを規制するための凸部である。又、2Fは、差し口3の2つの段部を備えた段差部3Fに接当して受け口2の挿入位置を規制するために受け口2に形成した2つの段部を備えた段差部であり、挿入位置を確実に規制することができるだけでなく、受け口2及び差し口3の強度アップを図ることができるが、管本体1の直径の大きさによっては、1つの段差部2F,3Fであってもよい。
【0031】
図13及び図14では、受け口2及び差し口3の抜け止め手段を省略した場合を示したが、図15に示すように、受け口2の端部から管軸芯方向外方側へ突出する突出部に外方側の先端部へ向かうほど徐々に拡径され、先端において内径側に絞られた環状の凸部2Eを形成し、この凸部2Eの内側に係止するために差し口3の端部から管軸芯方向外方側へ突出する該凸部2Eの内径よりも僅かに大きな外径寸法を有する係止用の凸部3Eを差し口3に備えさせている。従って、受け口2に差し口3を挿入することにより、受け口2の凸部2Eを管の径方向外方側に弾性変形させて差し口3の凸部3Eを係止保持させて、受け口2及び差し口3の抜け止め手段を構成している。尚、前記抜け止め手段は、図15に示されるものに限定されるものではなく、他の形式の抜け止め手段から構成してもよい。図15に示す他の構成は、図13及び図14のものと同一であるため、同一の符号を付すと共に、説明を省略する。
【0032】
図17(a),(b),(c)に示すように、断面形状がほぼ矩形状で環状の前記シール材6を金属に融着可能な合成樹脂からなる帯状部材から構成し、その帯状部材6を加熱溶融させることにより前記管本体1と受け口2(又は差し口3)とを融着固定するための高周波加熱装置19を設けている。図17(a)では図22(a),(b)に示すように、円環状に形成された帯状部材6を円環状の凹部2Aに嵌める、あるいは凹部2Aに一本の帯状部材6を巻き付けてから端部同士を熱融着することにより凹部2Aに備えさせた後、受け口2をそれの基端部側から管本体1の一端に挿入する。次に、図17(c)に示すように、前記圧入装置などにより管本体1に受け口2(又は差し口3)の内側に折り曲げられた基端部2Zや凹部2Aを含む基端部全体を矢印の方向へ押圧して受け口2(又は差し口3)をほぼフラットになるように整形することにより、帯状部材6を管本体1の内面に押し付ける、又は図17(b)に示すように、内側に曲げられた基端部2Zと凹部2Aの中心とを矢印の方向に押圧して、帯状部材6を管本体1に密着させる。この状態において高周波加熱装置19にて帯状部材6を溶融させることによって、管本体1と受け口2との連結強度のアップを図ることができるだけでなく、管本体1の内面が小さな凹凸を有する粗い面であってもそれらを溶融した帯状部材6にて埋めることで止水性能を高めることができるのである。前記高周波加熱装置19は、管本体1の外周全域に渡るものであってもよいし、管本体1の外周の一部にのみ加熱するものを用いてもよい。管本体1の外周の一部にのみ加熱するものを用いる場合には、管本体1を回転させながら高周波加熱装置19にて加熱する必要がある。
図16に、前記のように管本体1に備えさせた受け口2に他方の管本体1に備えさせた差し口3を差し込んだ状態を示している。そして、受け口2の先端の凸部2Eに差し口3の途中部分に形成した凸部3Eが係止することによって、2つの継手付管4,4の接続が完了するようになっている。尚、図16に示す差し口3側に形成した凹部3I内に備えさせたシール材9にて受け口2とのシール処理が完了するようになっている。
【0033】
前記帯状部材6を構成する合成樹脂としては、EVA樹脂(エチレン−酢酸ビニル樹脂共重合体)やEPDM(エチレン−プロピレンゴムともいう)を挙げることができるが、金属に融着可能なものであればどのような合成樹脂であってもよい。前記帯状部材6に用いる合成樹脂帯状部材6の融点は、管本体1(ここではポリエチレンである)の融点よりも低い融点である方が好ましい。例えば前記管本体1を構成するHDPE(高密度ポリエチレン)の融点が、130℃〜135℃、前記帯状部材6を構成するEVA樹脂が、98℃になっている。これは、管本体1よりも帯状部材6を先に溶かすことにより、管本体1の変形などのトラブル発生がない。前記EPDMを用いる場合には、未加硫状態のものを受け口2の凹部2Aに備えさせておき、受け口2を押圧して高周波加熱装置19にて加熱することによって、加硫させるようにしてもよいし、加硫済みのEPDMでなるゴムシートを受け口2の凹部2Aに備えさせてもよい。
【0034】
図22(b)に示すように、前記帯状部材6を、金属に融着可能な合成樹脂のみで構成する他、合成樹脂にカーボンブラック6B、黒鉛、金属粉末等の導電性フィラーを高濃度状態で分散して導電材料に構成したり、又、図22(a)に示すように、合成樹脂でなる帯状本体6の表裏両面(いずれかの片面でもよい)に金網6Kをそれぞれ備えさせる、又、図示していないが、合成樹脂でなる帯状本体の内部に金網6Kを備えさせることによって、導電性フィラーや金網6Kを発熱させることで高周波加熱装置にてシール材6を溶融させる時間を短縮させることができるようにしてもよい。
【0035】
前記シール材6を、図18(a)に示すように、受け口2の長手方向2箇所に設けて実施してもよい。この場合、前述と同様に2つのシール材6,6を凹部2A,2A内に装着させてから、管本体1にそれの一端から挿入した後、矢印の方向で示すように受け口2の一方の凹部2Aや内側に折り曲げられた基端部2Zを含む基端部全体と他方の凹部2Aを含む先端部の2箇所を押圧してから、受け口2の内面全体をほぼフラット面にし、この後前述のように高周波加熱装置(図示していない)にて融着するのである。図18(b)には、前記断面形状がほぼ半円形状の凹部2Aを受け口2の長手方向2箇所に形成し、それら凹部2A,2Aに断面形状がほぼ円形のシール材6の2個をそれぞれ入り込ませたものを示している。この場合も、前述と同様に2つのシール材6,6を凹部2A,2A内に装着させてから、管本体1にそれの一端から挿入した後、矢印の方向で示すように基端部2Zを含む2箇所を押圧してから、前述のように高周波加熱装置(図示していない)にて融着するのである。図18(c)には、図18(b)で示したシール材6を受け口2に3個備えさせたものを示し、この場合には、基端部2Zを含む3箇所押圧することになる。
【0036】
又、図19(a)に、図18(a)で示したシール材6よりも長い、つまり受け口2の長手方向の寸法の半分を越える寸法を有するシール材6であってもよい。この場合は、基端部2Z及び凹部2A全体に渡る範囲を図に示す矢印の方向へ押圧することによって、図19(b)に示すように受け口2の内面全体をほぼフラット面にすると共に、受け口2と管本体1の隙間の大部分に渡ってシール材6を備えさせることができ、結合力を大きくすることができる利点がある。図19(a)に示す2T,2Tは、凹部2Aのうちの受け口2の両端側に位置する側ほど管本体側に位置する緩やかなテーパー面であり、ほぼ垂直に形成しているものに比べて受け口2の凹部2Aに対する押圧力を小さくすることができる利点がある。
図20(a)では、図17で示した受け口2の長手方向中間部に、内側に突出する環状の凹部2Hを形成したものであり、このように凹部2Hを形成することによって、受け口2を管本体1に挿入する場合に受け口2の外面との抵抗を小さくすることができ、挿入し易いものにすることができる利点がある。前記受け口2を管本体1に挿入した後は、図20(b)に示すように、前記圧入装置などにより内側に曲げられた基端部2Zと凹部2Aの中心とを矢印の方向に押圧して、帯状部材6を管本体1に密着させる、又は図20(c)に示すように、管本体1に受け口2(又は差し口3)の基端部全体、つまり基端部2Z及び凹部2Aを矢印の方向へ押圧して前記凹部2Hを除いた部分の受け口2(又は差し口3)をほぼフラットになるように整形することにより、帯状部材6を管本体1の内面に押し付けるのである。この状態において高周波加熱装置19にて帯状部材6を溶融させることになる。
【0037】
図17〜図20のものは、受け口2を管本体1に挿入した後、受け口2を径方向外方側に押圧することによって、シール材6を管本体1に圧接させるようにしたが、図21(a),(b)に示すように、受け口2を径方向外方側に押圧しないでシール材6を管軸芯方向(図の矢印方向)に移動する押圧具Pにて押圧することにより、シール材6を管本体1に圧接する構成であってもよい。この場合、図21(a)のように、断面形状がほぼ矩形状のシール材6に対して偏平な押圧面を有する押圧具Pを用いてもよいし、図21(b)に示すように、管軸芯方向両端を斜めに切断して形成されたテーパー面6Tを備えた断面形状がほぼ逆台形状のシール材6に対してテーパー状の押圧面Sを備えた押圧具Pを用いてもよい。図21(a),(b)の凹部2Aは、押圧具Pが管軸芯方向から入り込むことができるように一端を開放型に形成されると共に、他端にテーパー面2Tを備えさせている。従って、図21(b)の場合には、押圧具Pにてシール材6を押圧することによりシール材6の一部がテーパー面2Tを通って受け口2と管本体1との間の隙間に入り込み、その間を入り込んだシール材6の融着により受け口2と管本体1とを強固に連結することができる利点がある。
【0038】
図17(b)で示した、受け口2の凹部2Aの中心を矢印の方向に押圧した拡大図を図23(a)に示し、それについて詳述する。図23(a)に示すように、受け口2の凹部2Aの中心を矢印の方向に押圧すると、その押圧力を受けて合成樹脂でなる管本体1の凹部2Aに対応する特定部分1Xが管中心から外方側へ少し変形する。この状態において、前記高周波加熱装置19を構成する加熱コイル19Nを受け口2内に挿入した後、加熱コイル19Nを駆動させることにより帯状部材6を溶融させることにより、管本体1への押圧力が解除され、管本体1の特定部分1Xが復元力により元の形状(図ではフラット形状)になる。このとき、帯状部材6を受け口2側に押圧して接着性を高めることができると共に、帯状部材6の一部を管軸芯方向両側に押し出して凹部2A内を溶融された帯状部材6にて充填することができ、シール性をより一層高めることができるのである。
【0039】
前記のように構成される継手付管の製造装置を、図24に示している。この製造装置は、横長状の架台20上に、前記管本体1を載置可能で、かつ、図示していない電動モータにてほぼ上下軸芯周りXで回転させて管本体1を180度方向転換を行わせる方向転換手段としての回転台21と、受け口2又は差し口3を拡管するための前記拡管装置22を載置すると共にスライドベース23を介して管本体1に対して管軸芯方向に移動自在な拡管装置移動台24からなる内挿手段25と、前記管本体1を回転台21上に固定するための固定手段を構成する上下一対の管固定用クランプ(以下、挟持部材という)26,26と、前記管本体1に装着された受け口2又は差し口3内に高周波加熱装置19の一部を構成すると共に加熱溶融手段を構成する加熱コイル19Nを挿入するための加熱コイル挿入手段を構成する加熱ステーション移動台27とを主要構成部材としている。尚、前記回転台21上に、管本体1の底部を受ける円弧状の受け部21Aを取り付けており、回転台21の回転中に管本体1が位置ずれを起こすことがないようにしている。
【0040】
前記加熱ステーション移動台27は、スライドベース28を介して管軸芯方向に移動自在に構成されている。加熱ステーション移動台27には、図示していないコンデンサやトランスの他、前記加熱コイル19Nが取り付けられている。そして、前記加熱コイル19Nに電力を供給することにより高周波を発生させるための電源19A及びインバータ19Bの他、内部中空の加熱コイル19Nの内部に冷却水を供給するための冷却水ポンプ19Cを前記架台20の付近に固定している。前記電源19A、インバータ19B、冷却水ポンプ19Cから、高周波発生装置19aとし、この高周波発生装置19a、前記加熱ステーション移動台27、前記加熱コイル19Nから高周波加熱装置19を構成している。従って、電源19Aからの電圧をインバータにてトランス、コンデンサなどによって定まる共振周波数の交流出力に変換し、その交流出力をトランスで変圧して加熱コイルに入力することによって、変動する磁界に反する逆起電力が被加熱物(ここでは受け口2又は差し口3)に生じ、発生した誘導電流によるジュール熱で被加熱物が発熱して、シール材6が溶融し、管本体1の内面の一部が軟化し、受け口2又は差し口3が温められることで、管本体1と受け口2又は差し口3とをシール材6にて結合させることができるのである。
【0041】
前記継手付管の製造装置による継手付管の製造手順を図25のフローチャートに基づいて説明する。まず、回転台21に管本体1を載置させると共に、差し口3(受け口2であってもよい)を拡管装置22に装着する。このとき、例えばリミットスイッチ(非接触式のセンサなどでもよい)により差し口3が拡管装置22に装着された信号を図示していない制御装置に出力するように構成している。この状態で、図示していないコントロールボックスの開始ボタンが押されてON信号が制御装置に入力されると、回転台21の回転が第1回目であるかを判断し、第1回目であれば、前記リミットスイッチからの差し口装着信号が出力されているかを確認し、差し口3が装着されている場合には、自動運転を開始し、最初に管本体1を挟持部材26,26にて上下方向から挟んで回転台21に固定する。次に、スライドベース23を介して拡管装置移動台24を管本体1側へ移動させて前述のように管本体1の一端に差し口3を内挿した後、差し口3を拡径する。差し口3の装着が完了すると、挟持部材26,26による管本体1の固定を解除してから、回転台21を180度回転させて、再度回転台21の回転が第1回目かどうかを確認し、第2回目であるため、右側のフローへ移行し、受け口2が装着されているかを、前記と同様にリミットスイッチからの受け口装着信号が出力されているかを確認し、受け口2が装着されている場合には、管本体1を挟持部材26,26にて上下方向から挟んで回転台21に固定してから、スライドベース23を介して拡管装置移動台24を管本体1側へ移動させて前述のように管本体1の一端に受け口2を内挿した後、受け口2を拡径する。引き続き、受け口2とは反対側の差し口3側へ加熱ステーション移動台27をスライドベース28を介して移動させることにより、加熱コイル19Nを差し口3内へ挿入し設定時間駆動して、シール材6を溶融させ、差し口3と管本体1とを連結させるのである。完了後、加熱コイル19Nを差し口3内から待機位置(図24に示す初期位置)まで退避させてから、挟持部材26,26による管本体1の固定を解除し、回転台21を180度回転させる。この後、加熱コイル19Nを受け口2内へ挿入し設定時間駆動して、シール材6を溶融させ、受け口2と管本体1とを連結させた後、加熱コイル19Nを受け口2内から待機位置(図24に示す初期位置)まで退避させてから、挟持部材26,26による管本体1の固定を解除して、継手付管の製造を終了する。尚、終了後は、継手付管を回転台21から取り除いてから、次の管本体1を回転台21にセットして前述のように継手付管を製造していくことになる。前記受け口2の装着後に、加熱コイル19Nを差し口3内へ挿入させるようにしたが、それらを同時に行わせるように構成することによって、製造時間の短縮を図ることができるようにしてもよい。ここでは、差し口3と受け口2を管本体1に装着させたことを検出する検出手段(リミットスイッチなど)からの出力信号に基づいて継手付管の製造装置を自動運転するようにしているが、差し口3と受け口2を管本体1へ装着させるために拡管装置移動台24を移動するスイッチ及び加熱コイル19Nを差し口3又は受け口2内へ挿入させるために加熱ステーション移動台27を移動させるためのスイッチなどを設けて、人為操作により行うようにしてもよい。
【0042】
前記継手付管の製造装置を、図26に示すように構成してもよい。つまり、上下一対の挟持部材26,26の支持フレームを拡管装置22の支持フレームに兼用構成すると共に、拡管装置22を移動台に載置せず、移動不能な支持フレームに取り付けている。また、回転台21を受け部21Aに兼用構成すると共にこの受け部21Aを流体圧シリンダなどにより上下動可能にするための上下駆動装置29を受け部21Aの直下方に配置し、この上下駆動装置29を架台20のほぼ全域に渡って配設された前記スライドベース23を介して移動自在に構成している。
従って、管本体1を受け部21Aに載置した状態から上下駆動装置29をスライドベース23を介して図26に示すように上下一対の挟持部材26,26にて挟持させることができる位置まで移動させることができる。また、図26では、前述同様に加熱ステーション移動台27をスライドベース23を介して移動可能に構成しているが、加熱ステーション移動台27を省略して加熱コイル19Nを固定しておいて管本体1を移動させるようにしてもよい。そして、異なる直径寸法の管本体1にこれに対応する受け口2及び差し口3を装着する場合に、管本体1の管軸芯を装着する受け口2及び差し口3の中心及び加熱コイル19Nの中心に一致させる、つまり管本体1の直径寸法に係わらず常に管軸芯を同一高さにすることができるように前記上下駆動装置29にて管本体1の高さを調節することができるようにしている。尚、説明していない他の部分は、図24のものと同一であるため、説明を省略する。
【0043】
前記継手付管を、図27〜図29(a),(b)に示す製造装置を用いて構成してもよい。具体的には、図30(a),(b)に示すように、受け口2及び差し口3のそれぞれが、挿入方向先端側ほど内側に位置する傾斜面を有するテーパー形状の筒状体から構成し、前記筒状体2又は3の外面に融着可能な合成樹脂からなる環状で幅を有する帯状で薄肉のシール材6を備えさせている。前記受け口2及び差し口3それぞれの挿入方向先端部2L、3Lを、他の部分の傾斜角度よりも大きな傾斜角度となる傾斜面を有するテーパー形状になっているが、受け口2及び差し口3を、先端からそれの管軸芯方向反対側に位置する基端に形成された凸部2E,3Eまでの外面が同一の傾斜角度となるテーパー形状の筒状体から構成してもよい。
そして、図27及び図28(a)に示すように、管本体1をそれの管軸芯方向が上下方向となる上下姿勢にした状態で支持することができると共に支持した管本体1を上下移動させることができる支持装置Sを設けている。前記支持装置Sは、管本体1の重量を支えるほぼUの字形状の支持台S1の内側に上下方向でスライド自在で、かつ、図示していない駆動装置により上下に強制移動可能な一対のスライダーS2,S2(ここでは2個であるが、何個設けても良い)を取り付け、それらスライダーS2,S2に前記管本体1の凹部1Bに係止させて管本体1を保持するための環状(リング状)の係止部材S3を図示していないボルト(係止機構などを用いてもよい)により取り外し自在に固定している。尚、前記管本体1の一端から係止部材S3を回転させることにより管本体1の一端に係止部材S3を備えさせ、上下姿勢にした管本体1の係止部材S3をスライダーS2,S2に下方から当て付けた状態で下方から(上方からでもよい)ボルト止めして係止部材S3をスライダーS2,S2に連結することになる。又、図では前記スライダーS2,S2にそれの下方から管本体1の一端に備えさせた係止部材S3を当て付けたが、上方からスライダーS2,S2に当て付けて管本体1の重量をスライダーS2,S2にて支持させることによって、ボルト止めが容易にできるようにしてもよい。
【0044】
従って、受け口2を支持台S1の底板部上に図27で示す間隔保持部材S4(図28(a)では図示していない)を介して支持させてから、前記のように一端に係止部材S3を備えた管本体1を支持台S1に上下姿勢にすると共にその係止部材S3をスライダーS2,S2に固定する。次に、スライダーS2,S2を下方に移動させることにより管本体1を下方に移動させて、テーパー形状の受け口2をそれの先端から管本体1を拡径変形させない位置、具体的には受け口2の管軸芯方向ほぼ中央位置まで内挿するのである(図28(a)に実線で示しているように受け口2の外面が管本体1の端部内面のシール材6に接触している位置まで内挿する)。前記内挿状態においてシール材6を受け口2の内部に位置させた前記高周波加熱装置19の加熱コイル19N(図28(a)参照)の駆動により加熱溶融(加熱変形させる程度であってもよい)させながら管本体1に受け口2を設定位置、つまり受け口2の基端部の凸部2Eの挿入方向上手側位置まで内挿することにより、図29(b)に示すように、熱を受けて軟らかくなっている管本体1の端部を外拡がり形状に容易に変形させて、継手付管を構成するのである。前記受け口2は、テーパー形状になっている関係上、挿入方向先端が管本体1の内部に大きく突出してしまうため、継手付管への通線時に引っ掛かるなどのトラブル発生を招く。これを確実に回避することができるように、図28(b)に示すように、先端に先端側ほど内側に位置するテーパー面N2を有し、このテーパー面N2から基端部にかけて一直線状の押圧面N1が連続形成された押圧部材Nに対して前記のように構成された継手付管をスライダーS2,S2を用いて下方に移動させることによって、図19(b)で示したように管本体1に挿入された受け口2の挿入部が管軸芯方向どの位置においても同径となるストレート面になるように形成することが望ましい。尚、図29(b)に、前記管本体1への受け口2の挿入に伴って余分なシール材6Aが外部に押し出されている様子を示している。前記のように管本体1を上下姿勢にすることによって、図29(a)に示すように、加熱溶融されたシール材6の一部が自重により下方に移動してシール箇所に確実にシール材6を集中させることができ、シールを確実に行える利点があるが、受け口2及び管本体1を水平姿勢にして両者を接続するようにしてもよい。
前記管本体1への受け口2の装着が完了すると、管本体1の上下を逆にして前述のように差し口3を受け口2と反対側の端部に同様に装着することになり、その説明は省略する。
【0045】
【発明の効果】
請求項1又は請求項2の発明によれば、一方の管の管本体の一端に備えさせた受け口に対して他方の管の管本体の接続側の一端に備えさせた差し口を挿入するだけで、2本の管の一端同士を接続することができ、従来のような接続に必要な多数の部材が不要になるだけでなく、特に重量のある大型管の場合にはその大型管を持ち上げることを不要にできる。従って、接続作業を容易迅速に行える施工面において有利になるだけでなく、コスト面及び運搬面を含めた取扱面において有利になる。しかも、受け口に対して差し口を挿入することによって接続される構成であるから、従来のようにほぼZ型の切欠部を形成することがないだけでなく、それら切欠部形成による水漏れの問題を確実に解消することができ、止水性能の高い継手付管にすることができる。
【0046】
請求項3の発明によれば、管本体にテーパー形状の受け口又は差し口をそれの先端から管本体を拡径変形させない位置まで内挿し、その内挿状態においてシール材を加熱溶融又は加熱変形させることにより、その熱が管本体にも伝達されて管本体が変形し易い状態にすることができ、この状態で受け口又は差し口を管本体に対して設定位置まで内挿することにより、管本体の端部に亀裂などの発生を招くことがない状態で該端部を外拡がり形状に変形させることができ、単に管本体に受け口又は差し口を強制的に内挿する構成に比べて、不良品の発生を可及的に減少させることができる利点がある。特に、内径の寸法が所定の寸法よりも小さな管本体に受け口又は差し口を装着する場合でも、前記のように管本体にテーパー形状の受け口又は差し口をそれの先端から管本体を拡径変形させない位置まで内挿し、その内挿状態においてシール材を加熱溶融又は加熱変形させることにより、管本体の端部に亀裂などの発生を招くことがない状態で該端部を外拡がり形状に変形させることができ、管本体の内径の寸法差を良好に吸収することで、同一仕様の製造が行え、製造面において有利になる。
【0047】
請求項4の発明によれば、凸部に帯状で板状の金属製補強部材を備えさせることによって、管本体の強度を飛躍的に向上させることができるだけでなく、受け口及び差し口を管本体に内挿した状態において金属製補強部材からの弾性復元力を受けることにより受け口及び差し口を管本体に強力に固定することができる利点がある。
【0048】
請求項5の発明によれば、受け口及び差し口のうちの少なくとも一方に両者の接続に伴って両者間をシール処理するためのシール材を備えさせることによって、受け口と差し口の挿入完了と同時に接続作業を完了することができ、接続作業の迅速化を図ることができる。
【0049】
請求項6の発明によれば、受け口及び差し口に凹凸部を備えさせ、その凹凸部を備えた受け口及び差し口を管本体に内挿して備えさせることによって、凹凸部のないものに比べて飛躍的に保形強度を高めることができた受け口及び差し口にて管本体の端部の強度を向上させることができ、軽量化を図りながらも強度を高めることができる。
【0050】
請求項7の発明によれば、凹部を管本体に対してシールするためのシール材を取り付けるための取付部に構成し、凸部を管本体への受け口及び差し口の挿入位置を接当規制するための規制部に構成することによって、それらを別体に形成して受け口及び差し口に取り付けるものに比べて、部品点数の削減化及び組み付け工程の削減化を図ることができ、コスト面において有利になる。
【0051】
請求項8の発明によれば、受け口及び差し口を管本体に内挿した状態で、受け口及び差し口の凹部と管本体の内面との間に形成される空間内に、受け口及び差し口に形成の単数又は複数の開口を介して溶融樹脂を充填してそれが固化することによって、固化した空間内の樹脂部材が管本体に対する受け口及び差し口の移動を阻止する部材として機能させることができ、継手付管の商品としての完成度(信頼性)を上げることができる。
又、請求項9のように、受け口及び差し口の外面に合成樹脂でなる被覆層を備えさせておけば、充填された溶融樹脂が管本体と受け口及び差し口の被覆層に溶融接着することになり、管本体と受け口及び差し口との間のシール処理をも行うことができ、シール材が不要になる。
【0052】
請求項10の発明によれば、管本体の内面をフラットに形成することによって、継手付管を排水管(下水管)として使用する場合には、排水抵抗の軽減を図ることができ、又、継手付管を電線管として使用する場合には、スムーズな通線作業を行うことができる。
【0053】
請求項11の発明によれば、受け口又は差し口を管本体に嵌合により(無理にはめることにより)装着させたり、受け口又は差し口を管本体に挿入させた後、受け口又は差し口を拡径させて装着させることに加えて、金属に融着可能な合成樹脂からなる帯状部材を高周波加熱装置にて溶融させて管本体と受け口又は差し口とを融着させることによって、管本体に対して受け口又は差し口が移動して抜けてしまうことを回避することができるだけでなく、成型時に管本体の内面に形成される細かい筋などの凹部を埋めることによってシール性能の向上も図ることができる利点がある。しかも、帯状部材を高周波加熱装置にて溶融させる前に、取付部の一部又は全部を管中心から管径方向外方側に押圧変形手段にて押圧変形させて帯状部材を管本体側に押し付けることによって、管本体と受け口又は差し口との結合力を高めることができるだけでなく、シール性能も高めることができ、信頼性の高い継手付管を提供することができる。
【0054】
請求項12の発明によれば、加熱コイルを受け口又は差し口の内部に配置することによって、受け口又は差し口を管本体よりも早く加熱することができ、その分管本体の変形などのトラブル発生を回避することができ、不良品の発生の少ない継手付管を提供することができる。
【0055】
請求項13の発明によれば、帯状部材が、合成樹脂にカーボンブラック等の導電性フィラーを分散して構成する、又は合成樹脂でなる帯状本体の表裏両面のうちの少なくとも一方の面に金網を備えさせて構成する、又は合成樹脂でなる帯状本体の内部に該金網を備えさせて構成することによって、高周波加熱装置にて溶融させる時間を短縮させることができるだけでなく、抜け止め性能及びシール性能に優れた継手付管を得ることができる。
【0056】
請求項14の発明によれば、2つの差し口及び受け口を管本体に装着させるための継手付管の製造装置を用いることによって、継手付管の製造を精度良くしかも能率良く行うことができ、製造面において有利にできる。しかも加熱溶融により差し口及び受け口を管本体に装着させる構成であるから、抜け止め性能及びシール性能に優れた継手付管を得ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】継手付管の一部切欠き側面図である。
【図2】図1で示した継手付管の2本を接続した接続部を示す端面図である。
【図3】図1で示した継手付管の2本を接続した接続部を示す一部切欠き側面図である。
【図4】(a)〜(f)は継手付管を製造する手順を示した説明図である。
【図5】管本体に差し口又は受け口を内挿するための圧入装置を示す一部切欠き側面図である。
【図6】他の継手付管の2本を接続した接続部を示す端面図である。
【図7】図6で示した2本の継手付管を接続した接続部を示す一部切欠き側面図である。
【図8】(a)は別の継手付管の2本を接続した接続部を示す端面図、(b)は(a)の要部の断面図である。
【図9】図8で示した2本の継手付管を接続した接続部を示す一部切欠き側面図である。
【図10】(a)は別の継手付管の2本を接続した接続部を示す端面図、(b)は(a)の要部の断面図である。
【図11】2本の継手付管を接続している状態を示す端面図であり、(a)は工具にてストッパー部材を差し口に備えさせた状態を示し、(b)はストッパー部材を受け口の先端が通過した時点を示し、(c)は工具をストッパー部材から外した状態を示している。
【図12】工具にて縮径された状態のストッパー部材の正面図である。
【図13】別の継手付管の2本を接続した接続部を示す端面図である。
【図14】図13で示した継手付管の2本を接続した接続部の要部を示す一部切欠き端面図である。
【図15】図13で示した継手付管に抜け止め手段を備えさせて構成した別の継手付管の2本を接続した接続部の要部を示す一部切欠き端面図である。
【図16】他の構成の継手付管の2本を接続した接続部の要部を示す一部切欠き端面図である。
【図17】図16で示した継手付管を構成する手順を示した要部の端面図であり、(a)は受け口を管本体に挿入した状態を示し、(b)、(c)は押圧する箇所をそれぞれ異ならせて管本体に密着させたシール材を高周波加熱装置にて加熱する直前の状態を示している。
【図18】(a),(b),(c)は他の構成の継手付管をそれぞれ構成するために、管本体に受け口を挿入した状態を示す端面図である。
【図19】(a)は他の構成の継手付管を構成するために、管本体に受け口を挿入した状態を示す端面図であり、(b)は(a)の受け口を管本体へ押圧した後の状態を示す端面図である。
【図20】受け口の長手方向中間部に凹部を形成した別の受け口を管本体に装着した状態の端面図を示し、(a)は、受け口を管本体に挿入した状態を示し、(b),(c)は押圧する箇所をそれぞれ異ならせて管本体に密着させたシール材を高周波加熱装置にて加熱する直前の状態を示している。
【図21】(a),(b)は受け口を押圧しないでシール材を管本体に圧接する構成を示す端面図である。
【図22】(a),(b)は他の構成のシール材をそれぞれ示す斜視図である。
【図23】(a)は受け口を管本体へ押圧した後の状態の詳細を示す拡大端面図であり、(b)は加熱コイルにてシール材を溶融した状態を示す拡大端面図である。
【図24】継手付管の製造装置の全体を示す概略側面図である。
【図25】継手付管の製造装置の製造手順を示すフローチャートである。
【図26】継手付管の別の製造装置の全体を示す概略側面図である。
【図27】継手付管の別の製造装置の全体を示す概略側面図である。
【図28】管本体に受け口を装着する工程を示す断面図であり、(a)は受け口を管本体に対してほぼ半分挿入した状態を示し、(b)は管本体に挿入したテーパー形状の受け口をストレート形状に変形させる直前の状態を示している。
【図29】図28で示した図の要部の拡大図を示し、(a)は受け口をほぼ半分挿入した状態を示し、(b)は受け口を設定位置まで挿入した状態を示している。
【図30】(a)は受け口の側面図、(b)は差し口の側面図である。
【図31】2本の管を接続する方法の従来例を示し、(a)は下側の半割継手に管を配置した状態を示し、(b)は(a)の状態のものを真上から見た状態を示し、(c)は止水用ブロックをシーリング材にて覆う直前の状態を示し、(d)は止水用ブロックをシーリング材にて覆った状態を示し、(e)は、所定位置にシーリング材を配置した状態を示し、(f)はパッキンシートを管に巻き付けてテープにて固定した状態を示し、(g)は管の接続が完了した状態を示している。
【符号の説明】
1B 凹部 1a 外側部
1 管本体 1A 凸部
1b 内側部 2D 凹部
2A,3A 凹部(溝部)
2K 開口 2L,3L 先端部
2 受け口 3 差し口
2T 先端部 2C,3C 凸部
2e,3e 傾斜部 2E,3E 凸部
3D,3I 凹部 3X 突出部
3F 段差部 3G 凸部
3X 先端側挿入部 3H 偏平部
3S 凹部
4 継手付管 5 金属製補強部材
6 シール材(帯状部材)
7 ストッパー部材
8,9 シール材 10 鋼板
10A つなぎ目部分 11 ベンディングローラ
13 支持体 14 係止アーム
14A 係止片 15 クランプ
16 溶融樹脂(阻止部材)
17 被覆層 18 圧入駆動ベース
12 螺軸 19 高周波加熱装置
19A 電源 19B インバータ
19N 加熱コイル 19a 高周波発生装置
20 架台 21 回転台
21A 受け部 22 拡管装置
23 スライドベース 24 拡管装置移動台
25 内挿手段 26 固定用クランプ
27 加熱ステーション移動台
28 スライドベース
30B 凹部 30 管
30A 凸部 31 切欠部
31A 端面 33 突起
34 半割継手 35 パッキンシート
36 止水用ブロック 37 コーキング材
38 ビニールテープ
39 半割継手 40 ボルト
41 ナット 32 ボルトホルダー
H 露出範囲 N 押圧部材
N1 押圧面 N2 テーパー面
P 工具
S 支持装置 S1 支持台
S2 スライダー S3 係止部材
X 上下軸芯

Claims (14)

  1. 合成樹脂製で、かつ、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管本体の一端に、該管本体の内径寸法よりも大きな外径寸法を有する金属製で筒状の受け口を内挿して備えさせ、前記管本体の他端に、それの内径寸法よりも大きな外径寸法を有し、かつ、前記受け口に挿入して接続可能な先端側挿入部を備えた金属製で筒状の差し口を内挿して備えさせてなる継手付管。
  2. 合成樹脂製で、かつ、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管本体の一端に、該管本体の内径寸法よりも小さな外径寸法を有する金属製で筒状の受け口を、内挿して該受け口の少なくとも一部を拡径することにより備えさせ、前記管本体の他端に、それの内径寸法よりも小さな外径寸法を有し、かつ、前記受け口に挿入して接続可能な先端側挿入部を備えた金属製で筒状の差し口を内挿して該差し口の少なくとも一部を拡径することにより備えさせてなる継手付管。
  3. 前記受け口及び差し口のそれぞれが、挿入方向先端側ほど内側に位置するテーパー形状の筒状体からなり、前記筒状体の外面に融着可能な合成樹脂からなる環状のシール材を備えさせ、前記管本体に前記テーパー形状の受け口又は差し口をそれの先端から該管本体を拡径変形させない位置まで内挿し、その内挿状態においてシール材を加熱溶融又は加熱変形させながら前記管本体に前記受け口又は差し口を設定位置まで内挿することにより、該管本体の端部を外拡がり形状に熱変形させてなる請求項1記載の継手付管。
  4. 前記管本体の凸部に帯状で板状の金属製補強部材を備えさせてなる請求項1又は2又は3記載の継手付管。
  5. 前記受け口及び差し口のうちの少なくとも一方に該両者の接続に伴って両者間をシール処理するためのシール材を備えさせてなる請求項1又は2又は3記載の継手付管。
  6. 前記受け口及び差し口に管径方向内方側に凹んだ凹部及び管径方向外方側に突出した凸部を備えさせ、それら凹部と凸部を備えた受け口及び差し口を前記管本体に内挿してなる請求項1又は2又は3記載の継手付管。
  7. 前記凹部を環状に形成し、その凹部を前記管本体に対してシールするためのシール材を取り付けるための取付部に構成し、前記凸部を前記管本体への受け口及び差し口の挿入位置を接当規制するための規制部に構成してなる請求項6記載の継手付管。
  8. 前記受け口及び差し口を管本体に内挿した状態で、該受け口及び差し口の凹部と該管本体の内面との間に形成される空間内に、受け口及び差し口に形成の単数又は複数の開口を介して溶融樹脂を充填してなる請求項6又は7記載の継手付管。
  9. 前記受け口及び差し口の外面に合成樹脂でなる被覆層を備えさせてなる請求項8記載の継手付管。
  10. 前記管本体の内面がフラットに形成されてなる請求項1〜9のいずれかに記載の継手付管。
  11. 前記凹部を環状に形成し、その凹部を前記管本体に対してシールするためのシール材を配置するための取付部に構成し、その取付部内に配置されるシール材を金属に融着可能な合成樹脂からなる帯状部材から構成し、前記取付部の一部又は全部を管中心から管径方向外方側に押圧変形手段にて押圧変形させ、前記押圧変形手段にて前記取付部が変形された状態で該取付部内の帯状部材を高周波加熱装置にて加熱溶融させることにより前記管本体と受け口又は差し口とを結合してなる請求項6記載の継手付管。
  12. 前記高周波加熱装置を構成する加熱コイルを前記受け口又は差し口の内部に配置して前記シール材を加熱溶融してなる請求項11記載の継手付管。
  13. 前記帯状部材が、合成樹脂にカーボンブラック等の導電性フィラーを分散してなる、又は合成樹脂でなる帯状本体の表裏両面のうちの少なくとも一方の面に金網を備えさせる、又は合成樹脂でなる帯状本体の内部に該金網を備えさせてなる請求項11又は12記載の継手付管。
  14. 合成樹脂製でなり、管軸芯方向で凸部と凹部とが交互に位置する螺旋状に形成された管本体を載置可能で、かつ、回転自在な回転台を設け、前記回転台に載置した管本体の管軸芯方向両側のうちの一方に、管径方向内方側へ凹んだ凹部内に金属に融着可能な合成樹脂でなるシール材を備えた金属製で筒状の受け口及び差し口を内挿するための内挿手段を設け、かつ、他方に高周波加熱装置を構成する加熱コイルを該管本体内へ挿入するための加熱コイル挿入手段を設け、前記管本体に受け口又は差し口が内挿手段にて内挿されてから前記回転台を回転させて該管本体がほぼ180度方向転換を行わせる方向転換手段と、該管本体の方向転換後に前記加熱コイルを該受け口又は差し口内に挿入してから前記シール材を加熱溶融させるための加熱溶融手段とを備えてなる継手付管の製造装置。
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