JP4484852B2 - 熱可塑性樹脂製管の接続方法、接続用管セットおよび接続用管 - Google Patents

熱可塑性樹脂製管の接続方法、接続用管セットおよび接続用管 Download PDF

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂製管の接続方法および接続構造に関し、さらに詳しくは、一端に差し口を有する熱可塑性樹脂製接続管と、一端に受け口を有する熱可塑性樹脂製被接続管とを接続する熱可塑性樹脂製管の接続方法および接続構造に関する。
この種の熱可塑性樹脂製管の接続方法において、通常、被接続管はその受け口の外径が接続管の内径とほぼ同じか僅かに大きく設定されているが、例えば、口径が約２００ｍｍ以上と大きい管の場合は接続作業が困難であり、その際は接続管の差し口（接続部）を挿入し易くするために被接続管の受け口（接続部）を現場にて工具を用いてフランジ状に拡径していた。そして、被接続管の受け口に接続管の差し口を差し込んで接合する、場合によっては受け口と差し口の間に電熱線を配設し通電することによって、受け口と差し口との接合部分を融着接続していた（例えば、特許文献１参照）。
接続管と被接続管とを接続するに際して、上述のように被接続管の受け口をフランジ状に拡径する作業は、現場で行う場合はもちろん、工場で予め行うにしても、容易ではない。特に、接続部分から液漏れがないようにするために管の差し口と受け口とが所定のギャップに収まるように被接続管を拡径する必要があり、被接続管が口径２００〜３０００ｍｍ程度と大口径の場合は、拡径作業性がきわめて悪いものであった。
特開２００２−１２２２８２号公報
そこで、本発明の主要な目的の一つは、接続管と被接続管とを容易に接続することができる熱可塑性樹脂製管の接続方法およびこの接続方法に用いられる接続用管セットおよび接続用管を提供することである。
かくして、本発明によれば、少なくとも一端に差し口を有しかつ該差し口の外周面に先端に向って縮径するテーパ面部を有する熱可塑性樹脂製接続管と、少なくとも一端に受け口を有しかつ該受け口の内周面に平行面部を有する熱可塑性樹脂製被接続管とを接続するに際して、帯状の熱可塑性樹脂製シートと、該シートの表面もしくは内部に設けられた電熱線とを有し、かつ短手方向に切断した断面形状がくさび形である融着ヒータを、その厚肉側の端縁が前記差し口の先端側に配置されるように、接続管の差し口のテーパ面部に巻設し、前記被接続管の受け口の外周面を予熱ヒータにて予熱することにより軟化させるか、軟化・拡径させ、被接続管の受け口に接続管の差し口を挿入し、融着ヒータを被接続管の受け口の開口端側へ引き寄せて接続管と被接続管との間の隙間を無くし、その後、前記電熱線に通電することにより接続管と被接続管とを一体に融着接続することを特徴とする熱可塑性樹脂製管の接続方法が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記熱可塑性樹脂製管の接続方法に使用するための接続用管セットであって、少なくとも一端に差し口を有しかつ該差し口の外周面に先端に向って縮径するテーパ面部を有する熱可塑性樹脂製接続管と、この接続管の前記差し口が挿入される受け口を少なくとも一端に有しかつ該受け口の内周面に平行面部を有する熱可塑性樹脂製被接続管と、融着ヒータとを備え、前記被接続管は、その受け口の内径が、接続管の差し口の外径と同じまたはそれより小さく設定されており、前記融着ヒータは、短手方向に切断した断面形状がくさび形である帯状の熱可塑性樹脂製シートと、該シートの表面もしくは内部に設けられた電熱線と、前記シートの長手方向に延びる一対の端面のうち薄肉側の端面に設けられた複数のフックとを有してなり、接続管の差し口のテーパ面部に巻設され、被接続管の受け口に接続管の差し口を挿入した後に、前記電熱線に通電することにより接続管と被接続管とを一体に融着接続するためのものである接続用管セットが提供される。
さらに、本発明の別の観点によれば、接続管は他端に被接続管の受け口と同じ形状寸法の受け口を有し、被接続管は他端に接続管の差し口と同じ形状寸法の差し口を有する接続用管セットおよび熱可塑性樹脂製接続管単体からなる接続用管が提供される。
本発明の熱可塑性樹脂製管の接続方法によれば、被接続管の受け口の外周面を予熱することにより、受け口の外周面が内周面よりも高温となり、外周面側は軟化しかつ弾性率が低下する。この結果、受け口は自然に拡径する方向へ力が働き、内径および外径が大きくなる。すなわち、熱伝導性が低いという熱可塑性樹脂の特性と、一方向から予熱することによる熱可塑性樹脂の熱変形性を利用している。
したがって、第１に被接続管の受け口の内径が接続管の差し口の外径と同じあるいは小さい場合、第２に外気温が低い寒冷地における施工では押し込みにより受け口を弾性変形により拡径させて接続することが困難な場合、第３に接続作業が困難となる例えば２００ｍｍ以上の大口径の熱可塑性樹脂製管の接続の場合であっても、本発明によれば容易に接続管の差し口を被接続管の受け口に挿入して接続することができる。
また、接続管と被接続管を接続した後、被接続管の受け口への予熱を停止すれば、受け口は自然冷却の過程で縮径するため、接続管の差し口と被接続管の受け口との間の隙間が減少し、接続がより強固なものとなる。
また、本発明によれば、被接続管の受け口の外周面が軟化すれば内径が拡径せずとも、接続管の差し口を被接続管の受け口に挿入可能である。この場合、被接続管の受け口の開口端内周面側に逆テーパ面部を形成し、さらには接続管の差し口の先端にテーパ面部を形成し、差し口のテーパ面部を受け口の逆テーパ面部に押し付けて摺接させることにより、受け口を押し広げて差し口を容易に挿入することができる。
なお、本接続方法は、被接続管の受け口の内径が接続管の差し口の外径よりも大きい場合であっても適用可能なことは言うまでもない。
また、被接続管の受け口の内径が、接続管の差し口の外径と同じまたはそれより小さく設定された本発明の接続用管セットおよび接続用管は、前記熱可塑性樹脂製管の接続方法に使用されるものであるため、被接続管の受け口の形成に際して内径寸法が高精度に規定されず、受け口の形成を容易化することができると共に、接続管の差し口の外径より大きくする場合に比して材料コストを低減することができる。
本発明の熱可塑性樹脂製管の接続方法は、少なくとも一端に差し口を有しかつ該差し口の外周面に先端に向って縮径するテーパ面部を有する熱可塑性樹脂製接続管と、少なくとも一端に受け口を有しかつ該受け口の内周面に平行面部を有する熱可塑性樹脂製被接続管とを接続するに際して、帯状の熱可塑性樹脂製シートと、該シートの表面もしくは内部に設けられた電熱線とを有し、かつ短手方向に切断した断面形状がくさび形である融着ヒータを、その厚肉側の端縁が前記差し口の先端側に配置されるように、接続管の差し口のテーパ面部に巻設し、前記被接続管の受け口の外周面を予熱ヒータにて予熱することにより軟化させるか、軟化・拡径させ、被接続管の受け口に接続管の差し口を挿入し、融着ヒータを被接続管の受け口の開口端側へ引き寄せて接続管と被接続管との間の隙間を無くし、その後、前記電熱線に通電することにより接続管と被接続管とを一体に融着接続する。
この接続方法に使用するための接続用管セットは、少なくとも一端に差し口を有しかつ該差し口の外周面に先端に向って縮径するテーパ面部を有する熱可塑性樹脂製接続管と、この接続管の前記差し口が挿入される受け口を少なくとも一端に有しかつ該受け口の内周面に平行面部を有する熱可塑性樹脂製被接続管と、融着ヒータとを備え、前記被接続管は、その受け口の内径が、接続管の差し口の外径と同じまたはそれより小さく設定されており、前記融着ヒータは、短手方向に切断した断面形状がくさび形である帯状の熱可塑性樹脂製シートと、該シートの表面もしくは内部に設けられた電熱線と、前記シートの長手方向に延びる一対の端面のうち薄肉側の端面に設けられた複数のフックとを有してなり、接続管の差し口のテーパ面部に巻設され、被接続管の受け口に接続管の差し口を挿入した後に、前記電熱線に通電することにより接続管と被接続管とを一体に融着接続するためのものである。
ここで、本発明において、被接続管の受け口の内径とは、受け口の開口端部の内径を意味し、接続管の差し口の外径とは、差し口の先端部の外径を意味する。
以下、本実施形態を示す図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。
（実施形態１：参考例１）
図１は、本発明の実施形態１における接続用管セットの受け口および差し口を示す部分断面図である。図１において、符号Ａは一端に差し口１０を有する接続管を表し、符合Ｂは一端に受け口２０を有する被接続管を表している。これら接続管Ａおよび被接続管Ｂは、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂といった可撓性樹脂からなり、その用途としては上下水道用の管、集排水管、取水管等が挙げられる。
接続管Ａは、円筒状の胴部１１の一端に、胴部１１の内径と同一寸法の内径を有する前記差し口１０が連設されている。この差し口１０は、その外周面に先端に向かって縮径する第１のテーパ面部１２を有すると共に、その第１のテーパ面部１２の先端にさらに縮径した第２のテーパ面部１３を有している。第１のテーパ面部１２の軸心に対するテーパ角度θは例えば１〜３°である。このような第１および第２のテーパ面部１２、１３の形成は、差し口１０の外周から軸上の一点に向かって一定の角度で傾斜カットできるよう動作制御された切削刃などを用いて現場または予め工場にて行われる。
本発明において、接続管Ａの差し口１０の外径Ｄ1は、上述したように差し口１０の先端部の外径を意味し、図１のように先端にテーパ面部を有する場合は第１と第２のテーパ面部１２、１３の間の外径を意味する。
また、接続管Ａは、図２に示すように、胴部１１の外周面に山部１４ａと谷部１４ｂが交互に連設してなるコルゲート外管部１４が一体状に形成された二重管構造であってもよい。この場合、コルゲート外管部１４の材質は熱可塑性樹脂、好ましくは胴部１１と同じ材質である。
被接続管Ｂは、円筒状の胴部２１の一端に、胴部２１の内径よりも大きい内径ｄ1を有する前記受け口２０が連設されている。この受け口２０の内周面は同一径で平行にもしくは接続管Ａの前記テーパ角度θ以下の逆テーパ状に形成されており、前記内径ｄ1は接続管Ａの差し口１０の前記外径Ｄ1と同じまたはそれより小さく設定されている。つまり、ｄ1≦Ｄ1で表される。
また、被接続管Ｂの受け口２０は、その開口端の内周面に、先端に向かって拡径する第１の逆テーパ面部２２を有すると共に、内部の奥端には、接続管Ａを被接続管Ｂに挿入した際に第２のテーパ面部１３が面接触可能な第２の逆テーパ面部２３を有している。
さらに、被接続管Ｂの受け口２０における外周面の軸心方向中間位置よりも先端寄りには、凹周溝２４が形成されている。この凹周溝２４は、接続管Ａの差し口１０が挿入された被接続管Ｂの受け口２０を締め付けるための図３に示す締付リング３０を装着するための溝である。なお、締付リング３０について詳しくは後述する。
また、被接続管Ｂは、接続管Ａと同様に、胴部２１の外周面に山部と谷部が交互に連設してなるコルゲート外管部が一体状に形成された二重管であってもよい（図２参照）。
被接続管Ｂにおける受け口２０の内周面の軸心方向略中間位置には、図１および４に示すように、受け口２０の内周面の周長と略等しい長さの帯状熱可塑性樹脂製シート４１と、このシート４１上もしくは内部に長手方向に蛇行状の電熱線４２とからなる融着ヒータ４０が巻設されていてもよい。シート４１の材料は、接続管Ａおよび被接続管Ｂと同じ熱可塑性樹脂が好ましく、厚みは１〜３ｍｍが適当である。被接続管Ｂの受け口２０の内周面に巻設された前記融着ヒータ４０は、その電熱線４２の両端の一対の通電用端子４２ａが、受け口２０より外部に伸びている。なお、巻き付け状態を保持するために簡単な溶接または通電により仮止めしてもよい。
また、電熱線４２としては、特に限定されないが、線抵抗が５．５〜７．０μΩｃｍ程度の真鍮、亜鉛等からなる電熱線が好ましく、特に真鍮はその材料特性上、延性、展性に富み、容易に曲げ加工でき、さらに耐腐食性が良好である観点から好ましい。真鍮線の場合、図５に示すように、蛇行状に屈曲形成される場合の作業性と屈曲された電熱線同士の短絡（ショート）防止に好適な剛性を持たせることができる観点から、線径は１.５〜２.５ｍｍφが好ましく、約２.０ｍｍφがより好ましい。また、電熱線４２を蛇行状に屈曲させる程度は、電熱線が線径１.５〜２.５ｍｍの真鍮線の場合、ピッチｐが１６.０〜２３．０ｍｍ、幅ｗが５０〜７０ｍｍに設定するのが好ましい。
接続管Ａを被接続管Ｂに挿入した状態において、この融着ヒータ４０の電熱線４２に低電圧（例えば１３Ｖ）で通電することにより１６０〜２２０℃で発熱させ、熱可塑性樹脂製シート４１と共にその近傍の差し口１０のテーパ面部１２および受け口２０の内周面を溶融し、接続管Ａと被接続管Ｂを融着し一体化することができる。電熱線４２を蛇行状とすることにより、接合部に均一に熱を伝導できると共に、接続管Ａと被接続管Ｂが融着一体化した接続部に電熱線４２を骨組みとして有する強靭な接続構造が得られる。
なお、融着ヒータ４０を接続管Ａの差し口１０の外周面のテーパ面部１２に巻設してもよい。この場合、電熱線４２の一対の通電用端子４２ａを接続管Ａと被接続管Ｂとの隙間から外部へ導出すればよい。また、熱可塑性樹脂製シート４１をやや円弧状に形成すれば、シート４１をテーパ面部１２に円錐台状に隙間無く密着させて巻き付けることができる。また、２枚の帯状熱収縮シート（例えばポリエチレン樹脂シート）にて電熱線４２を挟み込み、熱収縮させて形成した融着ヒータを、接続管Ａの差し口１０のテーパ面部１２に密着保持させてもよい。
このような接続管Ａと被接続管Ｂからなる接続用管セットにおいて、図６に示すように、接続管Ａは差し口１０と反対側の他端に被接続管Ｂの受け口２０（図１参照）と同じ形状寸法の受け口１８を有し、被接続管Ｂは受け口２０と反対側の他端に接続管Ａの差し口１０と同じ形状寸法の差し口２８を有してもよい。つまり、接続管Ａと被接続管Ｂとは全体構成が同一であってもよい。さらには、同一構成の接続管Ａと被接続管Ｂは図２に示したように胴部が二重管構造であってもよい。
接続管Ａと被接続管Ｂを同一の管とすることにより、現場の特定箇所において接続する用途だけでなく、複数本の管を接続して長さ調整を行なうことが可能となると共に、接続用管単体として合理的に製造、在庫管理することができる。
本発明の熱可塑性樹脂製の接続用管セットは、上述のように、被接続管Ｂの内径ｄ1は接続管Ａの差し口１０の外径Ｄ1と同じまたはそれより小さく設定されているが、上述した本発明の接続方法を用いて容易に接続することができる。すなわち、被接続管Ｂの受け口２０の外周面を予熱ヒータ６０（図７参照）にて予熱することにより軟化させまたは軟化させることにより拡径させ、被接続管Ｂの受け口２０に接続管Ａの差し口１０を挿入して接続することができる。
予熱ヒータ６０は、図７および８に示すように、例えば、被接続管Ｂの受け口２０の外周面の周長と略同じ長さの帯状ゴムシート６１と、このゴムシート６１の内部に設けられたシート長手方向に対して蛇行状に延びる電熱線６２と、図示省略の熱電対とを備え、専用の電圧付加装置によって設定温度となるように電圧が制御される。なお、図７は電熱線６２の蛇行状態が見えるよう断面図で示されている。
ゴムシート６１の材料としては、テフロン（登録商標）等が挙げられ、厚みは１〜３ｍｍが適当である。ゴムシート６１の他端には、被接続管Ｂの受け口２０に巻き付けた予熱ヒータ６０の一対の通電用端子６２ａを挿通させる一対の孔部６１ａが設けられると共に、両端を止着する図示しない止着部が設けられている。止着部は、被接続管Ｂの受け口２０の拡径に対応できるよう、例えば伸縮性の高いゴムベルトやフック等を用いてゴムシート６１の両端を連結する機構を採用することができる。
なお、予熱ヒータ６０は、図７では、電熱線６２の蛇行がゴムシート６１の一方端で折り返している場合を例示したが、図４で示した融着ヒータ４０の電熱線４２のように折り返さずゴムシートの両端に通電用端子を配置してもよい。
上述したように、被接続管Ｂの受け口２０の外周面を予熱ヒータ６０にて予熱することにより軟化させまたは軟化させることにより拡径させ、被接続管Ｂの受け口２０に接続管Ａの差し口１０を挿入して接続する接続方法は、特に、被接続管Ｂの内径ｄ1が２００ｍｍ以上、具体的には２００〜３０００ｍｍ、好ましくは３００〜１５００ｍｍで、かつ、ｄ1≦Ｄ1（接続管Ａの外径）である大口径の管接続の場合に適しており、その際、接続管Ａと被接続管Ｂの構成および接続方法を以下のようにすることが好ましい（図１および８参照）。
（１）被接続管Ｂの受け口２０の内径ｄ1と接続管Ａの差し口１０の外径Ｄ1との差（ｄ1−Ｄ1）が−１０〜０ｍｍであることが好ましく、−５〜０ｍｍがさらに好ましい。なお、−１０ｍｍより差が大きくなると、接続管Ａの差し口１０が容易に被接続管Ｂの受け口２０に挿入できる程度まで受け口２０を十分に拡径することが困難となる。
（２）被接続管Ｂの受け口２０の肉厚Ｔが２０〜４０ｍｍであることが好ましい。なお、この肉厚Ｔが４０ｍｍを越えると、受け口２０の肉厚が厚くなり過ぎるため十分に拡径し難くなり、２０ｍｍより薄いと受け口２０と差し口１０とが接続した接続部の強度が不足する。この場合、接続管Ａの差し口１０（先端部）の肉厚は特に限定されないが、例えば３０〜６０ｍｍが適当である。
（３）上述のように接続管Ａは差し口１０における先端外周面に第１のテーパ面部１２が形成されてなり、被接続管Ｂは受け口２０における開口端内周面に第１の逆テーパ面部２２が形成されてなることが好ましい。特に、拡径した状態の被接続管Ｂの受け口２０の内径ｄ2が、接続管Ａの差し口１０の外径Ｄ1よりも小さい場合に好ましい。
（４）予熱する前の被接続管Ｂの受け口２０の内径ｄ1と、予熱により拡径した被接続管Ｂの受け口２０の内径ｄ2との比率（拡径率）ｄ2／ｄ1が１〜１．０１であることが好ましく、１〜１．００５がより好ましい。
なお、この比率ｄ2／ｄ1が１．０１より大きいと被接続管Ｂの受け口２０に接続管Ａの差し口１０を容易に挿入することはできるが、受け口２０と差し口１０の間に余分な隙間が形成され易くなり、水といった流体の漏れを防止し液密性を確保することが困難となる。また、１より小さいと拡径率が小さすぎるため、差し口１０および受け口２０の先端にテーパ面部１３および逆テーパ面部２２がない場合は容易に挿入できなくなる。
（５）被接続管Ｂの受け口２０の外周面が８０〜１２０℃で予熱されることが好ましく、１００〜１２０℃がより好ましい。なお、１２０℃よりも高いと被接続管Ｂの受け口２０の外周面が溶融し強度低下を招くおそれがあり、８０℃よりも低いと受け口２０が十分に軟化せず接続管Ａの差し口１０を容易に挿入できなくなる。
上記（１）〜（５）のような条件を満たすことにより、大口径の管接続作業であっても容易に接続することができ、さらには、上記のように融着ヒータを差し口と受け口の間に介装することにより確実に止水できるＥＦ管接続構造を形成することができる。
以下、図面を参照しながら、上述した接続用管を用いた本発明の熱可塑性樹脂製管の接続方法を説明する。
まず、図８に示すように、融着ヒータ４０が受け口２０の内周面に巻設された被接続管Ｂを用意し、受け口２０の凹周溝２４に締付リング３０を緩めた状態で嵌め込み、受け口２０の外周面に予熱ヒータ６０を巻き付ける。この際、予熱ヒータ６０の熱電対を受け口２０の内周面、好ましくは受口先端２２の位置に接触させる。
ここで、図１および３を参照しながら前記締付リング３０について説明する。この締付リング３０は、被接続管Ｂの受け口２０の凹周溝２４の周長よりも長い鋼鉄製帯状部材３１と、一端を外側に延ばし他端を内側に折り曲げて輪状にした帯状部材３１の重なり部分を結束する輪具３２と、輪状の帯状部材３１の外側端に取り付けられた締付機構部３３とからなる。締付機構部３３は、帯状部材３１の外側端に固着されたネジ軸３３ａと、ネジ軸３３ａを挿通させる孔を有するストッパブロック３３ｂと、ネジ軸３３ａに螺着され螺進退することにより帯状部材３１の輪の径を調整する締付ハンドル３３ｃとを有する。この締付リング３０の締付ハンドル３３ｃの操作により、被接続管Ｂの受け口２０を締め付けることができる。
次いで、予熱ヒータ６０に通電して被接続管Ｂの受け口２０の外周面を８０〜１２０℃の温度となるまで予熱する。このとき、施工現場の外気温が低い場合であっても受け口２０の内周面の受口２２の部分で温度が２３±２℃となっていることを確認することが好ましい。予熱された被接続管Ｂの受け口２０は、内周面の温度よりも外周面の温度が高いため、軟化しかつ弾性率が低下して拡径する方向へ力が働く。詳しく説明すると、例えば２００ｍｍ以上といった大口径の熱可塑性樹脂製管は、押出機から溶融状態の熱可塑性樹脂を帯状に押し出しながら鉛管に螺旋状に巻き付けて形成され、製造された熱可塑性樹脂製管は内周面側に常に圧縮応力が加わっているため、上記のように外周面側が予熱され軟化すると内周面側の圧縮応力の一部が開放されて拡径する方向に力が働き、それによって受け口が拡径する。その結果、図８に示すように受け口２０は内周面の開口端側が奥部よりもやや広がった逆テーパ状に拡径する。このとき、被接続管Ｂの拡径した受け口２０の内径ｄ2は、拡径する前の内径ｄ1（図１参照）の１〜１．０１倍程度である。なお、予熱ヒータ６０は、ゴムシート６１に電熱線６２が蛇行状に設けられたこと、ゴムシート６１が伸縮性を有していること、受け口２０に巻き付けたゴムシート６１の止着部が長さ調整可能であること等により、被接続管Ｂの受け口２０の拡径に追随して伸長し、受け口２０の拡径を妨げない。
一方、接続管Ａはその差し口１０の内周面に沿って、図８および９に示す支持リング７０が装着される。この支持リング７０は、ステンレス鋼製の円弧状に曲げられた長い板状部材７１と、その対向する一対の自由端７１ａを連結する連結具７２とからなり、この連結具７２はさらにネジ軸７３、７４と調節部７５とからなる。この支持リング７０は、前記調節部７５をネジ軸７３、７４と同軸に回転して板状部材７１全体の外径を調節することができる。
次に、接続管Ａと被接続管Ｂとを接続するが、その際、図１０に示すように、接続管Ａおよび被接続管Ｂの胴部１１、２１にワイヤーロープ８１、８２を胴巻きし、両方のワイヤーロープ８１、８２にフック８３、８４およびチェーン８５、８６を取り付け、両チェーン８５、８６をレバーブロック８７にて連結する。そして、レバーブロック８７を操作することにより、接続管Ａと被接続管Ｂを軸方向に強制的に引き寄せ、差し口１０を拡径した受け口２０に挿入するといった方法を用いる。
図１１は、接続管Ａの差し口１０を被接続管Ｂの受け口２０に挿入した状態を示している。この状態において、支持リング７０と締付リング３０の軸方向位置はほぼ一致している。このように差し口１０を受け口２０に挿入した後、予熱ヒータを被接続管Ｂから取り外し、締付リング３０を締め付けることにより、差し口１０と受け口２０には矢印のごとく径方向の内側と外側から圧力が加えられ、それによって被接続管Ｂの受け口２０の内周面に接続管Ａの差し口１０のテーパ面部１２を押圧した状態で面接触させる。そして、この面接触させた状態で、融着ヒータ４０の電熱線に電圧（約１３Ｖ〜５０Ｖ）通電して融着ヒータ４０の熱可塑性樹脂製シートとその近傍における接続管Ａの外周面および被接続管Ｂの内周面を溶融し、その後、通電を停止することにより溶融部位が冷却して接続管Ａと被接続管Ｂが一体に融着接続する。
その後、接続管Ａの開口した端部から支持リング７０を取り外すと共に、締付リング３０を取り外す。
このような本発明の接続方法において、支持リング７０により接続管Ａの内周面を接触支持し、かつ締付リング３０により被接続管Ｂの外周面を締め付けることにより、差し口１０の外周面に対する受け口１０の内周面の押圧状態での面接触が十分に確保でき、融着部分をムラ無く均一に形成できる。また、被接続管Ｂの受け口２０は予熱により拡径して内周面が逆テーパ状になり、この逆テーパ面部に対応すべく接続管Ａの差し口１０の外周面にはテーパ面部１２が形成されているため、それらの間の融着ヒータ４０には軸方向の圧力差がほとんど生じず、軸方向においてもムラなく均一に融着部を形成できる。
また、接続管Ａと被接続管Ｂとの接続構造は、差し口１０と受け口２０が融着一体化した後、予熱により温められた受け口２０は自然冷却により熱可塑性樹脂が収縮して縮径する方向に力が働くため、受け口２０によって差し口２０が締め付けられた状態が保持され、高い融着強度が得られる。したがって、差し口１０と受け口２０の歪が異なった、つまり差し口１０の歪よりも受け口２０の歪が大きい接続管Ａと被接続管Ｂとの接続構造が得られる。
（実施形態２）
図１２は本発明の実施形態２における融着ヒータ１４０の一部を省略する斜視図を示している。実施形態２の接続用管セットはこの融着ヒータ１４０を備えている。図１３は融着ヒータ１４０を用いて接続管Ａと被接続管Ｂとを接続する状態を示している。
この融着ヒータ１４０は、熱可塑性樹脂製シート１４１と電熱線１４２とを備え、実施形態１で説明した融着ヒータと概ね同様の構成であるが、帯状熱可塑性樹脂製シート１４１の短手方向に切断した断面形状がくさび形であり、長手方向に延びる一対の端面のうち薄肉側の端面に複数のフック１４３を有している点が異なる。
熱可塑性樹脂製シート１４１の各寸法は、接続管Ａおよび被接続管Ｂのサイズにもよるが、長手方向の長さＬは被接続管Ｂの受け口２０の内周面の周長と略等しい長さであり、幅Ｗは６０〜１５０ｍｍ程度（好ましくは７０ｍｍ程度）であり、厚肉側の厚みｔ１は３〜１０ｍｍ程度（好ましくは４ｍｍ程度）であり、薄肉側の厚みｔ２は２〜４ｍｍ程度（好ましくは２ｍｍ程度）である。また、このシート１４１は、被接続管Ｂの逆テーパ面部または平行面部と接する外面１４１ａに対して、接続管Ａのテーパ面部と接する内面１４１ｂが傾斜角度θ２で傾斜している。この傾斜角度θ２は、前記シート１４１の各寸法から求めることができるが、被接続管Ｂの受け口内周面が平行面である場合は、接続管Ａのテーパ面部１２（図１参照）のテーパ角度θ（例えば１〜３°）と同じ角度に設定すればよく、被接続管Ｂの受け口内周面が逆テーパ面（例えば１〜３°）である場合は、この逆テーパ面の傾斜角度と接続管Ａのテーパ角度θとの合計程度に設定することができる。
フック１４３は、例えば、シート１４１と同じ熱可塑性樹脂にて一体的に形成されるか、あるいは金属製フックの基端をシート１４１内に埋め込んで形成されている。シート１４１を筒状に巻いたときに、複数のフック１４３は等間隔となるように配置されている。
電熱線１４２はシート１４１の長手方向に向かって蛇行状に配置され、両端はシート１４１の薄肉側の端面から外部へ導出している。
接続管Ａと被接続管Ｂとを接続するに際しては、まず、被接続管Ｂの受け口２０の奥の内周面に融着ヒータ１４０を巻き、電熱線１４２の両端を受け口２０の開口部から外へ出す。その後は、図８で説明した実施形態１と同様に、受け口の凹周溝に締付リングを緩めた状態で嵌め込み、受け口の外周面に予熱ヒータを巻き付けて８０〜１２０℃の温度となるまで予熱する。一方、接続管Ａはその差し口１０の内周面に沿って支持リング（図示省略）が装着される。
次に、接続管Ａと被接続管Ｂとを接続するが、その際、図１０で説明した実施形態１と同様に、接続管Ａおよび被接続管Ｂの胴部にワイヤーロープを胴巻きし、両方のワイヤーロープにフックおよびチェーンを取り付け、両チェーンをレバーブロックにて連結する。そして、レバーブロックを操作することにより、接続管Ａと被接続管Ｂを軸方向に強制的に引き寄せ、差し口１０を拡径した受け口２０に挿入する（図１３（ａ）参照）。
このとき、特に大口径管の場合は接続を容易とするために受け口２０の内径を差し口１０の外径よりも大きくするため、図１３（ａ）の状態のときに受け口内周面と差し口外周面の間に隙間が存在しやすい。そこで、図１３（ｂ）に示すように、くさび形の融着ヒータ１４０を被接続管Ｂの受け口２０の開口端側へ引き寄せ、融着ヒータ１４０の外面（外周面）１４１ａと内面（内周面）１４１ｂを受け口２０の外周面と差し口１０の外周面に密着させて接続管Ａと被接続管Ｂとの間の隙間を無くす。このとき、複数のフック１４３にロープを掛けて融着ヒータ１４０を引っ張ることができる。
その後、電熱線１２に通電することにより接続管Ａと被接続管Ｂとを隙間無く一体に融着接続する。
本発明の用途は特に限定されるものではないが、例えば熱可塑性樹脂製の上下水道用管およびその接続方法に適用でき、特に、２００〜３０００ｍｍといった大口径の熱可塑性樹脂製管およびその接続方法に好適である。
本発明に係る実施形態１の熱可塑性樹脂製の接続用管セットおよびそれらの接続方法の一実施形態を説明する第１の側断面図である。 実施形態１の接続用管の胴部の変形例を示す側断面図である。 実施形態１における締付リングを示す平面図である。 実施形態１における融着ヒータを示す平面図である。 実施形態１における融着ヒータの電熱線の形状寸法を説明する部分拡大図である。 実施形態１の接続用管の変形例を示す側断面図である。 実施形態１における予熱ヒータを示す平断面図である。 図１に示した被接続管の受け口を拡径させた状態を示し、かつ接続方法の続きを説明する第２の側断面図である。 実施形態１における支持リングの一部拡大図を含む構成説明図である。 実施形態１における接続管の差し口を被接続管の拡径した受け口に挿入する状態を示す要部の斜視図である。 実施形態１における接続管の差し口を被接続管の拡径した受け口に挿入した後に融着する状態を示し、かつ接続方法の続きを説明する第３の側断面図である。 本発明の実施形態２における融着ヒータの一部を省略する斜視図を示す。 実施形態２における接続管と被接続管とを接続する状態を示す図である。
符号の説明
１０、２８ 差し口
１１ 胴部
１２ 第１のテーパ面部
１３ 第２のテーパ面部
１４ コルゲート外管部
１８、２０ 受け口
２１ 胴部
２２ 第１の逆テーパ面部
２３ 第２の逆テーパ面部
２４ 凹周溝
３０ 締付リング
４０、１４０ 融着ヒータ
４１、１４１ 熱可塑性樹脂製シート
４２、１４２ 電熱線
６０ 予熱ヒータ
６１ ゴムシート
６２ 電熱線
７０ 支持リング
１４３ フック
Ａ 熱可塑性樹脂製接続管（接続用管）
Ｂ 熱可塑性樹脂製被接続管（接続用管）
Ｄ1 内径
Ｄ2 内径（拡径後）
ｄ1 外径
Ｌ 長さ
Ｔ 肉厚
ｔ１、ｔ２ 厚み
Ｗ 幅

Claims (9)

  1. 少なくとも一端に差し口を有しかつ該差し口の外周面に先端に向って縮径するテーパ面部を有する熱可塑性樹脂製接続管と、少なくとも一端に受け口を有しかつ該受け口の内周面に平行面部を有する熱可塑性樹脂製被接続管とを接続するに際して、
    帯状の熱可塑性樹脂製シートと、該シートの表面もしくは内部に設けられた電熱線とを有し、かつ短手方向に切断した断面形状がくさび形である融着ヒータを、その厚肉側の端縁が前記差し口の先端側に配置されるように、接続管の差し口のテーパ面部に巻設し、
    前記被接続管の受け口の外周面を予熱ヒータにて予熱することにより軟化させるか、軟化・拡径させ、
    被接続管の受け口に接続管の差し口を挿入し、
    融着ヒータを被接続管の受け口の開口端側へ引き寄せて接続管と被接続管との間の隙間を無くし、
    その後、前記電熱線に通電することにより接続管と被接続管とを一体に融着接続することを特徴とする熱可塑性樹脂製管の接続方法。
  2. 予熱する前の被接続管の受け口の内径をｄ1とし、予熱により軟化・拡径した被接続管の受け口の内径をｄ2とすると、式（１）
    ｄ2／ｄ1 （１）
    で表される比率が１〜１．０１である請求項１に記載の熱可塑性樹脂製管の接続方法。
  3. 被接続管の受け口の外周面が８０〜１２０℃で予熱される請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂製管の接続方法。
  4. 前記請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱可塑性樹脂製管の接続方法に使用するための接続用管セットであって、少なくとも一端に差し口を有しかつ該差し口の外周面に先端に向って縮径するテーパ面部を有する熱可塑性樹脂製接続管と、この接続管の前記差し口が挿入される受け口を少なくとも一端に有しかつ該受け口の内周面に平行面部を有する熱可塑性樹脂製被接続管と、融着ヒータとを備え、
    前記被接続管は、その受け口の内径が、接続管の差し口の外径と同じまたはそれより小さく設定されており、
    前記融着ヒータは、短手方向に切断した断面形状がくさび形である帯状の熱可塑性樹脂製シートと、該シートの表面もしくは内部に設けられた電熱線と、前記シートの長手方向に延びる一対の端面のうち薄肉側の端面に設けられた複数のフックとを有してなり、接続管の差し口のテーパ面部に巻設され、被接続管の受け口に接続管の差し口を挿入した後に、前記電熱線に通電することにより接続管と被接続管とを一体に融着接続するためのものである接続用管セット。
  5. 被接続管の受け口の内径が２００〜３０００ｍｍである請求項４に記載の接続用管セット。
  6. 被接続管の受け口の内径と接続管の差し口の外径との差が−１０〜０ｍｍである請求項５に記載の接続用管セット。
  7. 被接続管の受け口の肉厚が２０〜４０ｍｍである請求項５または６に記載の接続用管セット。
  8. 接続管は他端に被接続管の受け口と同じ形状寸法の受け口を有し、被接続管は他端に接続管の差し口と同じ形状寸法の差し口を有する請求項５〜７のいずれか１つに記載の接続用管セット。
  9. 請求項８に記載の接続用管セットにおける熱可塑性樹脂製接続管単体からなる接続用管。
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