JP4278092B2 - 管継手 - Google Patents

Description

この発明は、ソケット部と密封固定手段とを有し、ソケット部に被接続管体を遊挿させて、両者の間隙を密封固定手段で封じる管継手に関し、詳しくは、密封固定手段が通電発熱にてソケット部の内周面と被接続管体の外周面に融着する管継手に関する。

電気的絶縁抵抗を有する耐熱繊維で被覆したヒーター線を継手の内側に埋め込んだ樹脂継手が知られている（例えば特許文献１参照）。これは、筒状の継手の中空にパイプ端部を挿入させてから、ヒーター線に通電してヒーター線を発熱させて、継手の内周面とパイプの外周面とを融着させるようになっている。
また、ジョイント本体の筒状端部に管体を挿入してから、パッキングを管軸方向に締め付けることで、パッキングの内面を管体の外面に押し付けてシールさせるようになった管体接続ジョイントが提供されている（例えば特許文献２参照）。

実開平３−９１５９５号公報 （第１頁） 特開２０００−２７４５６４号公報 （第１頁）

このような従来の管継手では、後者の締付方式の場合、管継手に被接続管体を挿入したとき、管継手の内周面と被接続管体の外周面との間に遊びが有っても、その間隙がパッキングの変形にて確実に封じられる。そのため、管継手の内径と被接続管体の外径とを精密に適合させる必要がないので、管体挿入等の接続作業が容易であり、加工費等の製造コストも低減し易い。そのような利点がある一方、管継手にも被接続管体にも常に締付力が掛かるので、薄肉管や樹脂管など変形しやすい管体への使用には、適さないこともある。

これに対し、前者の融着方式の場合、密封能力が格段に高く、締付力のような変形を招く力は基本的には無いので、被接続管体が樹脂製であってもそうでなくても厚くても薄くても、使用することができる。
しかしながら、従来の融着方式の管継手では、管継手の内周面と被接続管体の外周面との間隙が遊挿状態といえるほど大きいと、融着部の熱膨張で間隙を埋めるのが難しい。このため、管継手の内径と被接続管体の外径とを精密に適合させることが必要なことから、管体挿入等の作業に負担が感じられるうえ、製造コストの低減も容易でない。

そこで、両者の利点を兼ね備えた管継手を実現することが望ましく、管継手のソケット部に被接続管体を挿入したとき遊挿状態であっても両者を通電発熱での融着にて固定させて間隙が確実に密封されるよう、管継手の構造、特に密封固定手段の構造を工夫することが、技術的な課題となる。

本発明の管継手（ア）は、このような課題を解決するために創案されたものであり、管体とは別に形成され又は管体の一部として形成され管体を他の管体や部材に接続するための管継手であって、被接続管体を遊挿できる内径寸法のソケット部を少なくとも一端側に設けた筒状の継手本体と、そのソケット部に前記被接続管体を固定し且つこれら両者の間隙を封じるための密封固定手段とを備えて成り、その密封固定手段は、前記間隙内に前記被接続管体を取巻いて配置する、感熱膨張性材料と通電発熱体とを組み合わせた紐状の通電発熱膨張性資材に熱可塑性樹脂材料による感熱融着性被覆が施された紐状の通電発熱膨張融着性資材を用いて構成されていることを特徴とする。

すなわち、本発明の管継手は、管体を他の管体や部材に接続するためのものであり、その被接続管体とは別体に形成されていても良いし、その被接続管体の一部として形成され例えば管継手付き管体になっていても良い。何れにしても、筒状の継手本体と、後述の密封固定手段とを備えている。そのような継手本体は筒体であれば両端を有しフランジ様であれば一端を有しＴ形や三つ又であれば三端を有するが、そのうち少なくとも一端側にソケット部が形成されており、そのソケット部は、内径寸法が前記被接続管体を遊挿できるようになっている。ここで、ソケット部は、管体に対してその外周側に嵌められるようになっている筒状部分を意味し、被接続管体の差し込みが可能で有れば足り、内周に雌ねじが切られていることまでは要件としない。また、密封固定手段は、そのソケット部に前記被接続管体を固定し且つこれら両者の間隙を封じるためのものであり、紐状の通電発熱膨張融着性資材が採用され、前記間隙内に前記被接続管体を取巻いた状態で配置される。さらに、前記通電発熱膨張融着性資材は、紐状の通電発熱膨張性資材に熱可塑性樹脂材料による感熱融着性被覆が施されたものであり、前記通電発熱膨張性資材は、感熱膨張性材料と通電発熱体とを組み合わせた紐状体である。

また、本発明の管継手（イ）は、上述した管継手であって、前記密封固定手段に採用された前記通電発熱膨張融着性資材の一部または全部が、巻成されて無端環状体になっており、前記被接続管体を取巻く閉ループ電路が、前記無端環状体における通電発熱体によって形成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の管継手（ウ）は、上述した管継手であって、前記密封固定手段に採用された前記通電発熱膨張融着性資材の一部が、巻成されて環状体になっており、この環状体が、前記無端環状体と並べて配置され、通電端付きのループ電路が、前記環状体における通電発熱体によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明の管継手（エ）は、上述した管継手であって、前記密封固定手段に採用された前記通電発熱膨張融着性資材の一部または全部が、巻成されて環状体になり、通電端付きのループ電路が、前記環状体における通電発熱体によって形成され、前記被接続管体を取巻いていることを特徴とする。

また、本発明の管継手（オ）は、上述した管継手であって、前記密封固定手段に採用された前記通電発熱膨張融着性資材のうち前記被接続管体を取巻く部分が、ジグザグ状に経路をとっている即ち蛇行していることを特徴とする。
また、本発明の管継手（カ）は、上述した管継手であって、前記継手本体の前記ソケット部の内周面に溝が形成され、この溝が周方向に連なっており例えば前記溝が前記内周面を一巡する環状溝になっており、前記通電発熱膨張融着性資材が前記溝に入れて配置され、前記通電発熱膨張融着性資材の通電時の膨張が継手本体の半径方向に強調されて起こるように例えば前記溝の幅を前記通電発熱膨張融着性資材の膨張時の径より狭くしたことを特徴とする。
また、本発明の管継手（キ）は、上述した管継手であって、前記密封固定手段に採用された前記通電発熱膨張融着性資材の一部または全部を２本以上並べて用いるとともに即ち前記通電発熱膨張融着性資材が前記間隙内で並走状態に配置され、その並走状態の資材の間に感熱膨張性材料が配置されていることを特徴とする。

また、本発明の管継手（ク）は、上述した管継手であって、前記感熱膨張性材料が、感熱発泡剤を配合した熱可塑性樹脂材料であることを特徴とする。
また、本発明の管継手（ケ）は、上述した管継手であって、前記感熱膨張性材料が、紐状に賦形されていることを特徴とする。
また、本発明の管継手（コ）は、上述した管継手であって、前記通電発熱膨張性資材が、感熱膨張性材料の紐状体に導電性材料細線の筒状編組体を被せた紐状体であることを特徴とする。
また、本発明の管継手（サ）は、上述した管継手であって、前記継手本体が、強化樹脂材料製であることを特徴とする。

このような本発明の管継手（ア）にあっては、被接続管体と接続しようとするとき、ソケット部に被接続管体を遊挿させると、両者の間に円筒状間隙ができるので、その間隙内に通電発熱膨張融着性資材を配置する。その順に作業しても良く、それとは逆順で即ち被接続管体の外周に通電発熱膨張融着性資材を付けてから一緒にソケット部へ差し込んでも良く、あるいはソケット部の内周に通電発熱膨張融着性資材を付けてからそのソケット部に被接続管体を差し込んでも良いが、何れにしても、間隙内で紐状の通電発熱膨張融着性資材が被接続管体を取巻いている状態にする。それから、通電発熱膨張融着性資材の通電発熱膨張性資材の通電発熱体に通電を行う。

すると、通電発熱体が発熱し、これによって、通電発熱膨張融着性資材の通電発熱膨張性資材の感熱膨張性材料が加熱されるとともに、通電発熱膨張融着性資材の感熱融着性被覆も加熱される。そして、感熱膨張性材料が膨張して感熱融着性被覆が拡径する即ち太くなるとともに、感熱融着性被覆が熱可塑性樹脂材料からなるものなので、感熱融着性被覆がソケット部の内周面と被接続管体の外周面とに融着する。その結果、通電発熱膨張融着性資材が密封固定手段となって、被接続管体がソケット部に固定されるとともに、これら両者の間隙が封じられる。これにより、管継手のソケット部に被接続管体を挿入したとき遊挿状態であっても、通電発熱での融着によって両者が固定的に連結され更に両者の間隙が確実に密封される。したがって、この発明によれば、融着方式でありながら締付方式のように遊挿を許容する管継手を実現することができる。

また、本発明の管継手（イ）にあっては、ソケット部と被接続管体との間隙を封じる通電発熱膨張融着性資材が無端環状体に巻成されていることから、筒状間隙を完全に一巡して融着がなされるので、間隙がより確実に密封されることとなる。なお、閉ループ電路への通電は、電磁誘導によって行われる。
さらに、本発明の管継手（ウ）にあっては、ソケット部と被接続管体との間隙を封じる通電発熱膨張融着性資材が、無端環状体に巻成された通電発熱膨張融着性資材と、通電端付きの有端環状体に巻成された通電発熱膨張融着性資材とが、並走しながら被接続管体を取巻く状態で配置されるので、無端環状体によって筒状間隙がより確実に密封されるばかりか、有端環状体によって、固定力が増強されるとともに、直接通電が可能となる。すなわち、有端環状体の通電発熱体によるループ電路の通電端を介して有端環状体に直接通電を行えば、これに随伴して無端環状体に誘導電流が流れるので、有端環状体に加えて無端環状体にも同時に通電がなされる。これにより、通電作業が簡便に行えることとなる。

また、本発明の管継手（エ）にあっては、ソケット部と被接続管体との間隙を封じる通電発熱膨張融着性資材が通電端付きの有端環状体に巻成されていることから、ループ電路の通電端を介して有端環状体に直接通電を行えば間隙が環状に封じられるので、通電作業が直接通電にて簡便に行えることとなる。
また、本発明の管継手（オ）にあっては、ソケット部と被接続管体との間隙内で通電発熱膨張融着性資材が蛇行しているので、融着部の延べ長さが増えて、固定力が増強される。
また、本発明の管継手（カ）にあっては、通電発熱膨張融着性資材がソケット部の溝に入っているので、被接続管体の挿入時等に通電発熱膨張融着性資材が位置ずれするというおそれがない。しかも、その溝を利用して簡便に、通電発熱膨張融着性資材の通電時の膨張が継手本体の半径方向に強調されて起こるようにしたことにより、融着し合う面での押し付け力が増強されるとともに、その面積も増加するので、固定性能も密封性能も向上する。

また、本発明の管継手（キ）にあっては、通電発熱膨張融着性資材を２本以上並べて用いるようにもしたことにより、固定性能が向上するとともに、そのような並走状態の資材の間に感熱膨張性材料を配置したことにより、密封性能の向上も期待される。
また、本発明の管継手（ク）にあっては、感熱発泡剤を配合した熱可塑性樹脂材料を感熱膨張性材料に採用したことにより、熱間での連続製造が行えてコスト低減を実現でき、また、適度な柔軟性を有しているため、応力集中などが起きにくい。
また、本発明の管継手（ケ）にあっては、感熱膨張性材料を紐状にしたことにより、連続的なシーリングが確実に行え、材料のコストダウンにも貢献する。。
また、本発明の管継手（コ）にあっては、通電発熱膨張性資材が紐状体になっているが、その形成に際して感熱膨張性材料の紐状体に導電性材料細線の筒状編組体を被せたことにより、導電性材料細線の通電発熱時に、感熱膨張性材料が周囲から効率よく加熱されるとともに、加熱して膨張した感熱膨張性材料が編組の目を通り抜けて感熱融着性被覆を押し広げるので感熱融着性被覆の拡径も適切に行われる。
また、本発明の管継手（サ）にあっては、継手本体を強化樹脂材料で製造したことにより、強化しない樹脂材料で製造したときより、継手本体の薄肉化が可能となって、継手本体の軽量化，スリム化ならびに継手本体の外側からの無端環状体の誘導加熱が容易になる。

本発明の管継手の一実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図１は、（ａ）及び（ｂ）が継手本体の斜視図、（ｃ）が通電発熱膨張融着性資材の横断面図、（ｄ）が管継手の縦断面図、（ｅ）が管継手に管体を差し込んで一部を切り欠いた斜視図である。この管継手４０は、管体１１を他の管体１１や部材に接続するために、継手本体２０と密封固定手段３０とを具えている。以下、順に、管継手付き管体１０の一部として形成された継手本体２０、管体１１とは別に形成された継手本体２０、密封固定手段３０に採用されている通電発熱膨張融着性資材３３、継手本体２０に密封固定手段３０を組み合わせた管継手４０について、その構造を説明する。

管継手付き管体１０は（図１（ａ）参照）、真っ直ぐな長い丸管であり、両端部が何れも拡径されて継手本体２０になっている。図示は割愛したが、一端だけ拡径して継手本体２０にし、他端は拡径しないで別の管継手に差し込むようにしても良い。継手本体２０は、筒状になっていて、端部にソケット部２１が形成されている。
４例ほど左右に並べて示した継手本体２０は（図１（ｂ）参照）、何れも、被接続管体１１と別体に形成されたものである。左端に示した三つ又の継手本体２０には、端部が三つ有り、ソケット部２１も三つ有る。その右上に示した真っ直ぐな短い丸管の継手本体２０には、端部が二つ有り、ソケット部２１も二つ有る。その右下に示したＴ形の継手本体２０には、端部が三つ有り、ソケット部２１も三つ有る。その右上に示したフランジ付き短管には、フランジ部を除くと端部が一つだけであり、ソケット部２１も一つである。

このような継手本体２０は、強化しない樹脂材料で製造しても良いが、薄肉化等のため強化樹脂材料で製造されている。強化しない樹脂材料としては、ナイロン，ポリアセタール，ＡＢＳ樹脂，ポリブテン，ポリプロピレン，ポリエチレン，ＰＥＳ，ＰＥＥＫ，フッ素樹脂，塩ビ，アクリル樹脂などが挙げられ、強化樹脂材料としては、不飽和ポリエステル，ビニルエステル，エポキシ樹脂，ウレタン樹脂，シリコン樹脂，フッ素樹脂などに強化材としてガラス繊維やアラミド繊維を配合したものが挙げられる。
ソケット部２１は、何れも、筒状で、内径寸法が管体１１を遊挿できるようになっている。具体的には、ソケット部２１の内径は、次に詳述する通電発熱膨張融着性資材３３の直径の２倍を管体１１の外径に足した値より少し大きい。

通電発熱膨張融着性資材３３は（図１（ｃ）参照）、紐状の通電発熱膨張性資材３４＋３５に感熱融着性被覆３６が施されたものである。通電発熱膨張性資材３４＋３５は、紐状体になっているが、その形成は、感熱膨張性材料３４を紐状に賦形したうえで、その感熱膨張性材料３４に筒状の通電発熱体３５を被せることで、行われる。感熱膨張性材料３４は、熱可塑性樹脂材料に感熱発泡剤を配合したものである。通電発熱体３５は、予め導電性材料細線を編組して筒状に形成されている。感熱融着性被覆３６は、熱可塑性樹脂材料からなる。

感熱融着性被覆３６の熱可塑性樹脂材料は、ポリエチレン（ＰＥ）が典型的であるが、その他の熱可塑性樹脂であっても良く、例えばポリプロピレン（ＰＰ）や他のポリオレフィン，ポリアミド（ＰＡ），ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），エチレンアクリル共重合体（ＥＥＡ，ＥＡＡなど），フッ素樹脂（ＦＥＰ，ＰＦＡ，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥなど），ポリエステル，ポリウレタンなども用いられる。単一で用いても２種以上複合させて用いても良い。これらの樹脂には、多くの場合、耐候性向上等のため、カーボンブラックや，酸化チタン等の顔料が配合される。

感熱膨張性材料３４は、加熱されると膨張することで、加熱で軟化している感熱融着性被覆３６を押し広げて被接合面に押しつけるためのものであり、上記の熱可塑性樹脂の中に、特有の温度以上で熱分解して窒素や二酸化炭素などの気体を発生する感熱発泡剤が配合されている。
通電発熱体３５の導電性材料としては、例えば細いニクロム線，ステンレス線，鉄線，ニッケル線などの金属細線，カーボンファイバーやシリコンカーバイドファイバーなどの導電性セラミックス繊維などが挙げられる。導電性樹脂線を用いても良い。

通電発熱体３５は、感熱膨張性材料３４を効率よく加熱するために感熱膨張性材料３４を包むようになっていることから、感熱膨張性材料３４が発泡して膨らんだときにはそれを内側から外周側へ通過させることが必要なので、導電性材料の細線（素線）を筒状に編組して作り上げられている。このような編組形態の通電発熱体３５を用いる場合、通電発熱体３５の軸線と、通電発熱体３５を構成する素線とに関して、交叉角度が１５゜〜６０゜になるように設定すると良い。交叉角度がその範囲内の筒状網組であれば、通過する感熱膨張性材料３４が通電発熱体３５を拡径させて交叉角度が増大する力と、膨張する感熱膨張性材料３４が通電発熱体３５を伸張させて交叉角度が減少する力とが概ねバランスして形状が安定しやすいからである。

密封固定手段３０は（図１（ｄ）参照）、ソケット部２１に管体１１を固定するとともに、ソケット部２１の内周面と管体１１の外周面との間隙を封じるためのものであり、上述の通電発熱膨張融着性資材３３を巻成して作られ、ソケット部２１と管体１１との間隙内に管体１１を取巻いた状態で配置される。図示の密封固定手段３０には（図１（ｄ）参照）、無端環状体３１と、通電端３２ａ付きの有端環状体３２とが含まれている。
有端環状体３２は、その通電発熱体３５が管体１１を取巻く開ループ電路を形成しうるよう、通電発熱膨張融着性資材３３を曲げて形成される。その通電端３２ａ，３２ａ同士は、簡単には分離しないよう感熱融着性被覆３６が接着または融着されるが、その中の通電発熱体３５は、短絡しないよう、接続されないで、並走状態にされる。

無端環状体３１は、その通電発熱体３５が管体１１を取巻く閉ループ電路を形成しうるよう、通電発熱体３５の接続も含めて完全な環状にされる。すなわち、可撓性の紐状体である通電発熱膨張融着性資材３３が当初から円輪状に形成してあれば径の適合するものを選出して直ちに使用できるが、長い有端のものから閉ループ状のものを作るときは、適宜な長さに切ってから、切断端を突き合わせて環状にする。切断端の突合せ部分については、閉ループ電路を構成するために通電発熱体３５の端部同士をろう接，スリーブ圧着，素線編み合わせなどによって相互導通状態に閉じておく。更には、チューブ状の感熱融着性被覆３６の端部同士も、融着やテーピングあるいはシュリンクチューブ・テープ被覆によって繋ぎ合わせておくと良い。

このような密封固定手段３０を継手本体２０のソケット部２１に内装して管継手４０が出来上がる（図１（ｄ）及び（ｅ）参照）。その際、それぞれのソケット部２１に対して、先ず無端環状体３１を斜めにならないよう注意しながら挿入し、次いで有端環状体３２をやはり斜めにならないよう注意しながら挿入して、無端環状体３１と有端環状体３２とを電磁誘導可能な距離内で並走状態に配置する。有端環状体３２の通電端３２ａはソケット部２１の端から外へ引き出しておく。

この実施形態の管継手について、その使用態様及び作用を、図面を引用して説明する。図１（ｅ）は、管継手４０に管体１１を差し込んだところを示している。
この場合、管継手４０は二本の管体１１を連結するよう両端部がソケット部２１になっているので、一端側のソケット部２１に一方の管体１１の何れかの端部を差し込むとともに、他端側のソケット部２１に他方の管体１１の何れかの端部を差し込む。そのとき、何れの管体１１も挿入端が継手本体２０の中央辺りに来るようにする。少なくとも管体１１が有端環状体３２に遊挿してから無端環状体３１にも遊挿するように差し込む。

また、適宜な高周波電源等も用意し、その給電線を一時的に通電発熱体３５の通電端３２ａと接続する。それから、通電端３２ａを介して有端環状体３２の通電発熱体３５に高周波通電を行う。そうすると、電磁誘導作用によって、ループ電路をなす有端環状体３２に並走する無端環状体３１の通電発熱体３５による閉ループ電路にも、誘導電流が流れる。そして、無端環状体３１でも、有端環状体３２でも、それを構成する通電発熱膨張融着性資材３３において、通電発熱体３５が発熱し、それで加熱されて、感熱膨張性材料３４が膨張するとともに、感熱融着性被覆３６が融着可能に柔らかくなる。柔らかくなった感熱融着性被覆３６は、感熱膨張性材料３４が膨張して太くなり通電発熱体３５を通過して更に太くなるためこれによって中から押されて、拡径しつつ即ち太くなりながら管体１１の外周面とソケット部２１の内周面に当接し、その当接部位では当接面に適合変形しながら融着する。

通電停止後、冷めると、無端環状体３１も有端環状体３２も固まるので、ソケット部２１に管体１１が固定されるとともに、両者の間隙が全周に亘って密封される。
こうして、二本の管体１１が管継手４０によって連結される。しかも、何れの管体１１も、二周分の通電発熱膨張融着性資材３３によって、しっかり固定される。また、閉ループ状の無端環状体３１によって、しっかり密封される。さらに、管体１１を遊挿状態で差し込めるので、接続作業が容易かつ迅速に行える。

本発明の管継手の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図２（ａ）は、一部分を切り欠いた斜視図であり、管継手４０に管体１１を差し込んだ状態を示している。
この図２の管継手４０が上述した図１の管継手４０と相違するのは、密封固定手段３０が無端環状体３１だけになった点である。有端環状体３２が無くなり、各ソケット部２１に無端環状体３１が三本並走状態で配置されている。

この実施形態の管継手について、その使用態様及び作用を、図面を引用して説明する。図２（ａ）は、管継手４０に管体１１を差し込んで一部を切り欠いた斜視図であり、図２（ｂ）は、通電状態の縦断面図である。
この場合は、直接通電による加熱ができないので、専ら誘導加熱を行う。具体的には、適宜な誘導加熱装置を用意し、そのコイル等からなる誘導子５１を管継手４０の外周側に一時配置してから、誘導子５１に高周波通電を行う。すると、その内周側に位置している無端環状体３１の通電発熱体３５に高周波電流が誘導され、無端環状体３１が加熱されて、その中の感熱膨張性材料３４が膨張するとともに、感熱融着性被覆３６が融着する。
なお、無端環状体３１の本数は、必要な固定力と密封性能とを満たすよう適宜定められるものであり、一本でも多数本でも良い。

本発明の管継手の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図３は、ジグザグ状の通電発熱膨張融着性資材３３による無端環状体３１の構造を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が管体１１を取巻いたところの側面図である。
この無端環状体３１は、正弦波状に蛇行しながら管体１１を取巻いている。この場合、無端環状体３１は一本でも、融着部分の延べ長さは約二倍程度に長くなるので、固定力が増す。また、蛇行の緩急調整に基づいて変形が許される範囲では、径（管体１１を取巻く径、ソケット部２１に内装される径）を拡縮することが可能なので、径の異なる各種サイズの継手本体２０や管体１１に共用することができる。
なお、図示は割愛したが、有端環状体３２のうち管体１１を取巻く部分が、蛇行していても良い。また、蛇行の態様は、鋸歯状や，三角波状，矩形波状などでも良い。

本発明の管継手の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、継手本体２０の縦断面図、（ｄ）が管継手４０の縦断面図である。
この図４の管継手４０が上述した図１の管継手４０と相違するのは、継手本体２０の内周面に溝２２，２３と段差２４が形成されていることである。

溝２２，２３は、ソケット部２１の内周面を一巡する環状の溝であり、溝２３は中央寄りのところ、溝２２は端寄りのところに、並走状態で形成されている。溝２２からは溝２２ａが分岐しており、この溝２２ａはソケット部２１端へ延びているが、溝２３は分岐せず閉じている。これらの溝は密封固定手段３０を配置するためのものであり、ソケット部２１には無端環状体３１が入れられ、溝２２には有端環状体３２が入れられ、溝２２ａには通電端３２ａが入れられる。何れの溝２２，２３についても、幅が、通電発熱膨張融着性資材３３の膨張前の径よりは広く、通電発熱膨張融着性資材３３の膨張時の径より狭くなっている。

段差２４は、継手本体２０の中央部に二つ形成されている。継手本体２０のうち両端部のソケット部２１における内周面の径は、溝底は別として、管体１１を遊挿しうるよう、管体１１の外径より少し大きくなっているが、継手本体２０の中央部分における内周面の径は、管体１１の端面が当接するよう、管体１１の外径より小さくなっている。そして、そのような異径の内周面の境に、段差２４が形成されている。

この実施形態の管継手について、その使用態様及び作用を、図面を引用して説明する。図４（ｅ）は、管継手４０に管体１１を差し込んだところの縦断面図、図４（ｆ）及び（ｇ）は、通電後の融着状態を示す縦断面拡大図である。
この場合も（図４（ｅ）参照）、管継手４０は二本の管体１１を連結するよう両端部がソケット部２１になっているので、一端側のソケット部２１に一方の管体１１の何れかの端部を差し込むとともに、他端側のソケット部２１に他方の管体１１の何れかの端部を差し込む。そのとき、何れの管体１１も挿入端が継手本体２０の中央の段差２４に当接するまで差し込む。これにより、有端環状体３２も無端環状体３１も管体１１を取巻いた状態になるので、管体１１を遊挿状態で差し込めことと相俟って、接続のための組み立て作業が一層容易かつ迅速に行えることとなる。

それから（図４（ｆ），（ｇ）参照）、通電端３２ａを介して有端環状体３２に高周波通電を行うと、無端環状体３１に誘導電流が流れて、有端環状体３２でも、無端環状体３１でも、それに採用されている通電発熱膨張融着性資材３３が、発熱して、膨張しながら融着する。この通電による通電発熱膨張融着性資材３３の膨張は、溝２２，２３の存在により、継手本体２０の半径方向に強調されて起こるので、無端環状体３１も有端環状体３２もソケット部２１と管体１１にしっかり融着する。詳述すると、通電発熱膨張融着性資材３３が溝２２，２３内で膨張しているうちは溝内面に適合変形しながらソケット部２１に融着し、更に膨張して溝内に収まらなくなると、溝から溢れ出た分が、管体１１に突き当たり、その外周面に適合変形しながら管体１１に融着し、更にソケット部２１の内周面と管体１１の外周面との間隙に進行する。こうして、より強く押し付けて融着が行われるとともに、より広い面で融着が行われる。

本発明の管継手の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図５は、管継手４０の構造を示し、管継手４０に管体１１を差し込んだところの縦断面図である。
この図５の管継手４０が上述した図２の管継手４０と相違するのは、通電発熱膨張融着性資材からなり並走状態で配置された環状体の間に感熱膨張性材料が配置されている点である。

具体的には、通電発熱膨張融着性資材３３からなる無端環状体３１が間隙内で三本（二本以上）並走状態に配置され、無端環状体３１の間に二本の感熱膨張性材料３７が配置されている。
この場合、無端環状体３１を誘導加熱すると、上述したように無端環状体３１が間隙内で膨張しながら継手本体２０と管体１１とに融着するが、その際、感熱膨張性材料３７も、無端環状体３１からの伝熱で膨張して、間隙を埋める。

本発明の管継手の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図６は、管継手４０の各種構造を示し、（ａ）及び（ｂ）が、管継手４０に管体１１を差し込んだところの縦断面図、（ｃ）及び（ｄ）が、通電発熱膨張融着性資材３３による有端環状体３２や無端環状体３１の線図である。

図６（ａ）に示した管継手４０は、一端にフランジ１１ａが形成された短管を継手本体２０とするものであり、そのフランジ付き短管の他端が拡径されてソケット部２１になっている。ソケット部２１には三本の無端環状体３１が並走状態で内装されており、そこに被接続管体１１の一端を遊挿してから、無端環状体３１を誘導加熱することにより、継手本体２０と管体１１とが接続される。

図６（ｂ）に示した管継手４０は、上述した図２の管継手４０と同様、真っ直ぐな短い筒体を継手本体２０とし、その両端部のソケット部２１に三本の無端環状体３１を内装したものであるが、次の点で相違している。すなわち、管体１１を短くしたような短管が継手本体２０の中央部分に挿入され、この短管の外周面と継手本体２０の内周面との間隙に二本の無端環状体３１が配置されている。この場合も、無端環状体３１を誘導加熱することにより、管体１１が継手本体２０に接続され、短管も継手本体２０に接続される。

図６（ｃ）に示した管継手の密封固定手段３０は、無端環状体３１を両側から挟むようにして二本の有端環状体３２を並走させたものを二組設け、さらに通電端３２ａを順に接続して、四本の有端環状体３２を電流経路に関しては直列にしたものである。この場合、接続していない最遠の二本の通電端３２ａに電源５２から給電することで、四本の有端環状体３２に直接通電が行われるとともに、二本の無端環状体３１に電磁誘導による通電が行われる。

図６（ｄ）に示した管継手の密封固定手段３０は、三本の有端環状体３２を並走させたものを二組設け、さらに通電端３２ａを順に接続して、六本の有端環状体３２を直列にしたものである。この場合、接続しないで残した最遠の二本の通電端３２ａに電源５２から給電することで、六本の有端環状体３２に直接通電が行われる。この場合は、誘導加熱は行われず、直接通電だけで足りるので、電源５２には、高周波通電を行える高周波電源等の他、低周波の商用電力源や、電池やエンジンを利用した可搬性のある高周波電源や低周波電源なども、使用することができる。

本発明の管継手の他の実施形態について、その構成を、図面を引用して説明する。図７は、管継手４０の構造を示し、（ａ）〜（ｃ）いずれも管継手４０と二本の管体１１との縦断面図であり、（ａ）が管継手４０に管体１１を差し込んだところ、（ｂ）が二本の管体１１の端同士の突き合わせ部位を融着したところ、（ｃ）が管体１１と継手本体２０とを融着したところである。
この図７の管継手４０が上述した図２の管継手４０と相違するのは、上述した無端環状体３１と径の異なる無端環状体３１’が追加された点である。

無端環状体３１’は、通電発熱膨張融着性資材３３から形成されて誘導加熱可能になっているという点で、無端環状体３１と同様であるが、無端環状体３１が継手本体２０の内周面と管体１１の外周面との間隙に配置されるものであるのに対し、無端環状体３１’は、二本の管体１１の端面同士を突き合わせるかのようにして対向させたときに管端間にできる間隙に配置される。そのため、無端環状体３１’は、外径が無端環状体３１の内径より小さく、内径が管体１１の内径とほぼ同じか少し大きくなるように、形成される。

この場合、管体の接続作業が、仮取着（図７（ａ）参照），管端融着（図７（ｂ）参照），継手融着（図７（ｃ）参照）の順に行われる。
先ず、仮取着（図７（ａ）参照）では、継手本体２０の内周に無端環状体３１を付けた管継手４０を、二本の管体１１の何れか一方（図では左方）に遊嵌させて、その管体１１の端部から中央寄りに逃がしておく。それから、二本の管体１１の端同士の突き合わせ部位すなわち対向管端の間隙に無端環状体３１’を挟み込む。

次に、無端環状体３１’を誘導加熱して、管端同士を気密に融着させる（図７（ｂ）参照）。
それから（図７（ｃ）参照）、管継手４０を管体１１同士の接続箇所に戻して、無端環状体３１が無端環状体３１’の両側の管体１１に分かれるとともにそれらを継手本体２０が被うようにする。最後に、無端環状体３１も誘導加熱して、管体１１と継手本体２０とを融着させる。

この場合、上述した図２の管継手４０の利点が引き継がれるうえ、無端環状体３１’の導入によって、次に述べる利点が加わる。
二本の管体１１を突き合わせて接続したとき、対向する管端の間に隙間があると、不都合な場合がある。例えば、固形物混じりのスラリーを輸送するような場合、管路の途中に管端間隙による環状溝があると、溝肩部にスラリー内の固形物が衝突しやすく、衝突が多いと管端の摩耗が速く進んでしまう。また、例えば、管路に環状溝があると、そこに輸送物が溜まりやすく、長期間滞ると不都合な物を輸送するような管路には、適用しにくい。さらに、例えば、海水配管の場合、配管内面に環状溝があると、そこに海生物が付着することが多い。
これに対し、上述したように無端環状体３１’を挟んで管端同士を融着させると、管端間隙の環状溝が封じられて消滅する。しかも、なだらかに且つ気密に埋められので、上述の不都合が解消される。

［その他］
継手本体２０や管体１１の材質は、薄肉化の観点からは上述の強化樹脂材料が望ましいが、厚肉でも不都合がない場合には、上述した強化しない樹脂材料でも良い。融着が可能で通電を妨げないものであれば、他の材料でも良く、例えばセラミックや金属でも良い。樹脂被覆が施されていても良く施されていなくても良い。
無端環状体３１と並走する有端環状体３２は、通電発熱膨張融着性資材３３に限らず、良導体からなる心線を絶縁被覆した電線でも良い。

本発明の一実施形態について、管継手の構造を示し、（ａ）及び（ｂ）が継手本体の斜視図、（ｃ）が通電発熱膨張融着性資材の横断面図、（ｄ）が管継手の縦断面図、（ｅ）が管継手に管体を差し込んで一部を切り欠いた斜視図である。 本発明の他の実施形態について、管継手に管体を差し込んだ状態を示し、（ａ）が一部を切り欠いた斜視図、（ｂ）が通電状態の縦断面図である。 本発明の他の実施形態について、ジグザグ状の通電発熱膨張融着性資材の構造を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が管体を取巻いている状態の側面図である。 本発明の他の実施形態について、管継手の構造を示し、（ａ）〜（ｃ）が継手本体の縦断面図、（ｄ）が管継手の縦断面図、（ｅ）が管継手に管体を差し込んだところの縦断面図、（ｆ）及び（ｇ）が通電後の融着状態を示す縦断面拡大図である。 本発明の他の実施形態について、管継手の構造を示し、管継手に管体を差し込んだところの縦断面図である。 本発明の他の実施形態について、管継手の各種構造を示し、（ａ）及び（ｂ）が管体を差し込んだところの縦断面図、（ｃ）及び（ｄ）が通電発熱膨張融着性資材の線図である。 本発明の他の実施形態について、（ａ）〜（ｃ）いずれも縦断面図であり、（ａ）が管継手に管体を差し込んだところ、（ｂ）が管端同士の突き合わせ部位を融着したところ、（ｃ）が管体と継手本体とを融着したところである。

符号の説明

１０ 管体（継手本体）
１１ 管体（被接続管体）
２０ 継手本体（強化樹脂材料製）
２１ ソケット部
２２，２２ａ，２３ 溝
２４ 段差
３０ 密封固定手段
３１ 無端環状体（閉ループ電路）
３２ 有端環状体（開ループ電路）
３２ａ 通電端（開ループ電路）
３３ 通電発熱膨張融着性資材（紐状体）
３４ 感熱膨張性材料（通電発熱膨張性資材）
３５ 通電発熱体（筒状編組体、通電発熱膨張性資材）
３６ 感熱融着性被覆（熱可塑性樹脂材料）
３７ 感熱膨張性材料（資材間、非通電）
４０ 管継手
５１ 誘導子（コイル、誘導加熱装置）
５２ 電源（高周波電源、商用電力源、電池）

Claims (11)

1. 管体とは別に形成され又は管体の一部として形成され管体を他の管体や部材に接続するための管継手であって、被接続管体を遊挿できる内径寸法のソケット部を少なくとも一端側に設けた筒状の継手本体と、そのソケット部に前記被接続管体を固定し且つこれら両者の間隙を封じるための密封固定手段とを備えて成り、その密封固定手段は、前記間隙内に前記被接続管体を取巻いて配置する、感熱膨張性材料と通電発熱体とを組み合わせた紐状の通電発熱膨張性資材に熱可塑性樹脂材料による感熱融着性被覆が施された紐状の通電発熱膨張融着性資材を用いて構成されていることを特徴とする管継手。
2. 前記密封固定手段は、前記通電発熱膨張融着性資材を、前記被接続管体を取巻く閉ループ電路が形成されるように巻成した無端環状体の形で用いて構成されていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
3. 前記無端環状体と並べて、前記通電発熱膨張融着性資材を通電端付きのループ電路が形成されるように巻成した環状体が配置されていることを特徴とする請求項２記載の管継手。
4. 前記密封固定手段は、前記通電発熱膨張融着性資材を、前記被接続管体を取巻く通電端付きループ電路が形成されるように巻成した環状体の形で用いて構成されていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
5. 前記密封固定手段は、前記通電発熱膨張融着性資材がジグザグ状に経路をとって前記被接続管体を取巻くように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載された管継手。
6. 前記継手本体の内周面に周方向に連なる溝が形成されており、前記通電発熱膨張融着性資材を前記溝に入れて配置することで、前記通電発熱膨張融着性資材の通電時の膨張が継手本体の半径方向に強調されて起こるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載された管継手。
7. 前記密封固定手段は、前記通電発熱膨張融着性資材を２本以上並べて用いるとともに、これらの資材の間に、感熱膨張性材料が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載された管継手。
8. 前記感熱膨張性材料は、感熱発泡剤を配合した熱可塑性樹脂材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載された管継手。
9. 前記感熱膨張性材料は、紐状に賦形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載された管継手。
10. 前記通電発熱膨張性資材は、感熱膨張性材料の紐状体に導電性材料細線の筒状編組体を被せた紐状体であることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載された管継手。
11. 前記継手本体は強化樹脂材料製であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載された管継手。

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