JP4727276B2 - エレクトロフュージョン継手、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シラン架橋ポリエチレン等の架橋ポリオレフィン管のエレクトロフュージョン継手、及びその製造方法に関する。

エレクトロフュージョン接合は、接合面に電熱線を埋め込んだ管継手の受け口に管を差し入れて、電熱線に通電、発熱させることにより、管継手内面と管外面との樹脂を加熱溶融して一体化させる接合方法である。このエレクトロフュージョン接合によれば、簡単な操作で管と管継手が一体的な構造となり、優れた接合強度が得られる。

一方、給水、給湯用の導管として、シラン架橋ポリエチレン等の架橋ポリオレフィン管が広く使用されている。かかる架橋ポリオレフィン管は耐熱性、高温クリープ特性に優れ、形状保持性能を有しているが、非架橋ポリオレフィン管とは異なり、被接合体に融着することができないため、通常の方法ではエレクトロフュージョン接合を適用することができない。

特許文献１には、このような点を解決するため、継手本体を構成すべき未架橋の架橋熱可塑性樹脂と電熱線の周囲に非架橋熱可塑性樹脂層を配した発熱体とを加熱成形したエレクトロフュージョン継手が開示されている。このエレクトロフュージョン継手は、加熱成形により、発熱体の非架橋熱可塑性樹脂と、未架橋の架橋熱可塑性樹脂とが一体化しその後、架橋熱可塑性樹脂を架橋させると、架橋熱可塑性樹脂と非架橋熱可塑性樹脂が一体化した積層体となる。そして、この継手に被接合体を装着後、電熱線に通電することにより、非架橋性樹脂層と被接合体表面層とが融着して、継手と被接合体との十分な接合強度が得られる、とされている。
特開平２−２５３０９１号公報

継手はその物品の性質上、被接合体との接合部位が２箇所以上にわたるのが通常である。２箇所の接合部位が離隔して配置されている場合、コイル状の電熱線をそれぞれの接合部位に独立して設けることも可能であるが、接合の作業効率を考慮した場合、２箇所の接合部位に配置されるコイルを共通する１本の電熱線で形成し、一度に通電して接合作業を行なう方が有利である。従ってかかる場合には、一本の電熱線を、離隔して配置されるべき二つのコイルを形成する部分（以下単に「コイル部」という。）と、これら二つのコイル部の端部同士を結ぶ線状の部分（以下において「連結部」という。）からなる発熱体に形成する。そしてこの発熱体の両端には、外部電源と導通すべき導電端子が取り付けられる。

一例として、図７に同径継手の断面を示す。この同径継手７００は内部に流路７４８を備えるとともに筒状に形成された継手本体７４０と、継手本体７４０の左右の内周面に配設されたコイル部７４１、７４２と、これらコイル部を結ぶ連結部７４５と、コイルの両端から外部電源へと通じる導通端子７４６、７４７とを備えている。電熱線には非架橋熱可塑性樹脂層が被覆されている。継手本体７４０の左右の開口からは被接合管７４３、７４４が差し入れられている。

かかるエレクトロフュージョン継手７００を作製する場合、両コイル部７４１、７４２、及び連結部７４５からなる発熱体を中子にセットし、該中子を継手本体７４０の外形を画する金型中に所定の姿勢に配置して、しかる後に、金型中に継手本体７４０を形成する樹脂を射出する。

かかる工程により作製されるエレクトロフュージョン継手７００の場合、発熱体のコイル部７４１、７４２はその配置されるべき位置が継手本体に対して一意に決せられており、成形時には中子の所定位置に配置され、成形後には継手本体７４０内周部の所定位置に配置される。

これに対し、連結部７４５は、継手本体７４０に対して、特に位置的な必然性に乏しく、成形の際には中子表面に載置されて、その状態にて上記の樹脂射出が行われる。従って、連結部７４５は、継手本体の樹脂が固化する際に、継手の内周表面のいずれかの部位に成り行き的に固定されることになる。

このようにして作製されたエレクトロフュージョン継手７００に被接合管７４３、７４４をセットして発熱体に通電すると、コイル部７４１、７４２は継手本体７４０と被接合管７４３、７４４とに拘束されて溶融され、継手本体７４０と被接合管７４３、７４４とを融着する。

しかし、連結部７４５は片側のみ継手本体７４０に拘束されているものの、他方側（中心部側）は流路７４８であるため拘束するものがないため、通電により連結部７４５の電熱線を覆う非架橋熱可塑性樹脂層がはがれてしまって、電熱線が流路７４８内に露出してしまうことがある。特に、樹脂射出時に連結部７４５の長さが両コイル間の実際の長さより長めで、それを中子により継手本体７４０内周側に強制的に押し付けるように成形した場合、通電によって、非架橋熱可塑性樹脂層と継手本体７４０側の架橋熱可塑性樹脂との接合が緩み、電熱線が継手本体７４０から流路７４８側に膨らんで、より電熱線の露出が助長されることがある。かかる状況を図８に示す。

このように電熱線が露出した継手７００Ａを流体の流通に使用すると、流体が電熱線の露出部７４５Ａから非架橋熱可塑性樹脂層との隙間を伝って、管外の外部電源との導通端子７４６、７４７から漏れてしまう懸念があった。

そこで、本発明は、架橋熱可塑性樹脂により形成される中空管本体と、中空管本体内周側の離隔する二つの部位に配置されるとともに非架橋熱可塑性樹脂層に被覆された連続した一本の電熱線からなる一対のコイルとを備えるエレクトロフュージョン継手において、電熱線部を介した液漏れを防止しうるエレクトロフュージョン継手を提供することを課題とする。

本発明者は、中空管の継手本体を樹脂成形する際に、連結部の外周にさらに樹脂管を配置したり、中子と連結部との間に部材をはさんだりすることにより、中子が連結部を継手本体の肉厚内部側に押し込むようにすれば、成形後に連結部が継手本体の内部側に入り込んでいるので、通電しても電熱線が露出するような事態が発生する虞がないことを見出し、本願発明を完成させた。以下、本発明について説明する。

請求項１に記載の発明は、架橋熱可塑性樹脂により形成された中空管本体と、非架橋熱可塑性樹脂層に覆われた連続した一本の電熱線からなる発熱体とを具備し、発熱体は中空管本体内周側にあって被接合体に接すべき第一の部位、及び第一の部位から離隔するとともに他の被接合体に接すべき第二の部位にそれぞれに配置された第一螺旋状部、及び第二螺旋状部、並びに、これら二つの螺旋状部を結ぶ連結部を備え、連結部、又は前記連結部に隣接した前記中空管本体内周側の少なくとも一部には中空管本体を樹脂成型する際に中子と協働して発熱体を中空管本体肉厚内部に留める位置決め手段が備えられており、位置決め手段は、樹脂成型の際に、非架橋熱可塑性樹脂層と中子との間に配置され、中子表面に沿って接するような形状を有することにより、中子の一部であって、発熱体の第一螺旋状部及び第二螺旋状部に接すべき部分以外の部分の少なくとも一部を被覆する、フィルム状の樹脂部材であり、フィルム状の樹脂部材を構成する材料は、電熱線に通電して被接合体を接合する際に溶融しない樹脂である、エレクトロフュージョン継手を提供して前記課題を解決せんとするものである。

ここに「中空管本体」とは、継手の主要な部位を構成する部材であって、その外形の形状は、例えば「一」字状、「Ｔ」字状、「Ｙ」字状、「Ｌ」字状、「十」字状などが挙げられる。これらの中空管本体の各先端部には、内部の中空部から連続する断面形状円形の開口が設けられており、この開口に被接合体たる管材を差し入れて、複数の管材を連結する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエレクトロフュージョン継手において、位置決め手段は、非架橋熱可塑性樹脂より融点が５℃以上２０℃以下の範囲で高い樹脂により形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のエレクトロフュージョン継手において、位置決め手段は、架橋ポリオレフィン樹脂により形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、架橋熱可塑性樹脂により形成される中空管本体と、中空管本体内周側の離隔する二つの部位に配置されるとともに非架橋熱可塑性樹脂層に被覆された連続した一本の電熱線からなる一対のコイルとを備えるエレクトロフュージョン継手の製造方法であって、非架橋熱可塑性樹脂層に被覆された連続した一本の電熱線からなる一対のコイルを、被接合体に接すべき部位に対応する中子の部位に組み付けて、中空管本体の形状を画する外型内に配置する、金型配置工程と、外型内に、中空管本体を形成するための未架橋の架橋熱可塑性樹脂を射出しかつ水分の存在下で加熱する成形架橋工程とを含み、
金型配置工程において、中子の表面に沿って接する形状を有するフィルム状の樹脂部材を中子表面の一部であって、一対のコイルに接すべき部分以外の部分の少なくとも一部を被覆するように取り付け、該樹脂部材の外側に一対のコイルを連結する部位を配置し、フィルム状の樹脂部材を構成する材料は、電熱線に通電して被接合体を接合する際に溶融しない樹脂であることを特徴とするエレクトロフュージョン継手の製造方法にある。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のエレクトロフュージョン継手の製造方法において、中子表面に、フィルム状の樹脂部材を取り付けることのできる溝が備えられており、金型配置工程において、フィルム状の樹脂部材を前記溝を被覆するように取り付け、フィルム状の樹脂部材の外側に前記一対のコイルを連結する部位を配置することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載のエレクトロフュージョン継手の製造方法において、フィルム状の樹脂部材に、電熱線を被覆する非架橋熱可塑性樹脂より融点が５℃以上２０℃以下の範囲で高い非架橋熱可塑性樹脂、又は架橋ポリオレフィン樹脂を用いることを特徴とする。

本発明によれば、架橋熱可塑性樹脂により形成される中空管本体と、中空管本体内周側の離隔する二つの部位に配置されるとともに非架橋熱可塑性樹脂層に被覆された連続した一本の電熱線からなる一対のコイルとを備えるエレクトロフュージョン継手において、電熱線部を介した液漏れを防止しうるエレクトロフュージョン継手を提供することができる。

本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。

図１は、同径継手に本発明を適用した場合の、第一実施形態を示す断面図である。図示の第一実施形態にかかる同径継手１００Ａは、内部に流路４８を備えるとともに中空間として筒状に形成された継手本体４０を備えている。継手本体４０の内部で流路４８を形成する内周面４９には、左右にそれぞれコイル部４１、４２が配設されている。これらコイル部４１、４２は連結部４５により通じている。

コイル部４１、４２と、連結部４５とは、一本の連続する電熱線により形成されており、該電熱線はその外周部を非架橋熱可塑性樹脂層により覆われている。コイル部４１、４２の端部はそれぞれ外部電源へと通じる導通端子４６、４７を有している。

継手本体４０の左右の開口１０、２０は、接合の際に被接合管を差し入れるべき開口である。

連結部４５には、本発明における位置決め手段たる樹脂管５０が装着されている。樹脂管５０の外周面は、継手本体４０の内周面４９に接している。これは、継手本体４０を樹脂成型する際に、継手本体４０の内周面を画する中子上に樹脂管５０を載置するようにして当該樹脂成型を実施したことによるものである。このように、継手本体４０の樹脂成型の際に、連結部４５を覆う樹脂管５０を中子上に配置することによって、連結部４５を継手本体４０の肉厚内部側に配置させることができる。

このようにして作製されたエレクトロフュージョン継手１００Ａは、接合の際に、電熱線に通電を行い、その周りを被覆している非架橋熱可塑性樹脂層がその溶融温度以上に加熱された場合であっても、その外側に樹脂管５０が配置されており、かかる樹脂管５０は継手本体４０の肉厚内部にあるので、電熱線が流路４８内にむき出しとなって露出されることがない。

図９は、同径継手に本発明を適用した場合の、第二実施形態を示す断面図である。本実施形態では、第一実施形態における連結部の位置決め手段である樹脂管５０の代わりに、フィルム状の樹脂部材２５０を適用した。図９に示したエレクトロフュージョン継手２００は、内部に流路２４８を備えるとともに中空管として筒状に形成された継手本体２４０を備えている。継手本体２４０の内部で流路２４８を形成する内周面２４９には、左右にそれぞれコイル部２４１、２４２が配設されている。これらコイル部２４１、２４２は連結部２４５により通じている。

コイル部２４１、２４２と、連結部２４５とは、一本の連続する電熱線により形成されており、該電熱線はその外周部を非架橋熱可塑性樹脂層により覆われている。コイル部２４１、２４２の端部はそれぞれ外部電源へと通じる導通端子２４６、２４７を有している。

継手本体２４０の左右の開口２１０、２２０は、接合の際に被接合管を差し入れるべき開口である。

連結部２４５に隣接した、継手本体２４０の内部で流路２４８を形成する内周面２４９には、本発明における位置決め手段たるフィルム状の樹脂部材２５０が装着されている。フィルム状である樹脂部材２５０の一方の面は流路２４８に露出し、他の面は、継手本体２４０の内周面２４９に接して配置されている。これは、継手本体２４０を樹脂成型する際に、継手本体２４０の内周面を画する中子上に、該中子に沿って接するように形成されたフィルム状の樹脂部材２５０を、中子表面に巻き付けるように配置し、その上に連結部２４５を載置するようにして当該樹脂成型を実施したことによるものである。

フィルム状に形成された樹脂成形部材２５０の厚さは、通常０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜１ｍｍである。

以上第一実施形態及び第二実施形態は、位置決め手段として、電熱線を被覆する非架橋熱可塑性樹脂層のさらに外側に樹脂管を装着したもの、及び、連結部より継手本体流路側に樹脂部材を装着したもの、であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、位置決め手段は、継手本体４０、２４０の樹脂成型時に、非架橋熱可塑性樹脂層に覆われた電熱線からなる連結部４５、２４５が、中子により継手本体４０、２４０の肉厚内部側に押し込まれるように作用するものであればどのようなものでもよい。このような位置決め手段として、材料、形状に関し以下のような変形が可能である。

＜材料＞
本発明の位置決め手段を構成する材料として、特に限定されるものではないが、継手本体４０、２４０の樹脂成型時、及び、継手として被接合体を接合する際に、電熱線に通電して、温度上昇されるので、これらの温度においても溶融しない材料であることが好ましい。また、架橋熱可塑性樹脂、非架橋熱可塑性樹脂と接して一体とされることから、これらの樹脂との親和性が良好であることが好ましい。さらに、流体と直接接する可能性があるので、耐水性を有し、水中に化学物質を溶出する性質がないことが好ましい。また長期使用に耐えうる化学的安定性を有することが好ましい。

かかる観点から、位置決め手段として好ましい材質として、
１．電熱線を被覆している非架橋熱可塑性樹脂よりも、融点が通常５℃以上、中でも１０℃以上、通常２０℃以下、中でも１５℃以下の範囲で高い非架橋熱可塑性樹脂
２．架橋ポリオレフィン
等が挙げられる。

＜形状＞
本発明の位置決め手段の形状は、特に限定されるものではないが、樹脂管においては作業性の面から非架橋熱可塑性樹脂層を覆うパイプ（管）形状、あるいはリング形状であることが好ましい。該パイプの長さは、必ずしも連結部４５の全長に渡って設ける必要はなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜選定できる。また、フィルム状の樹脂部材は、継手本体の流路内表面のうち、連結部に隣接した部位の表面に沿った筒状であることが好ましい。該筒は、一周して閉じている必要はなく、筒状の少なくとも一部であっても良い。該筒の長さは、必ずしも連結部２４５の全長に渡って設ける必要はなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜選定できる。図２は第一実施形態に示した樹脂管を使用した場合の変形形態である第三実施形態を示す断面図である。図２に示すエレクトロフュージョン継手１００Ｂでは、連結部４５の数箇所に断続的に複数の位置決め手段５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを設けている。図３は、第一実施形態に示した樹脂管を使用した場合の変形形態である第四実施形態を示す断面図である。図３に示すエレクトロフュージョン継手１００Ｃでは、樹脂管の側面長手方向にスリット５１を入れて、スリット入り樹脂管５０Ｓとなし、このスリット５１を押し開くようにして樹脂管５０Ｓを連結部４５に取り付けている。これにより、コイル形状等を成形した後の発熱体の連結部４５に事後的に位置決め手段を取り付けることができ、作業の便宜をはかることができる。

以上の第三及び第四実施形態のエレクトロフュージョン継手１００Ｂ、１００Ｃでは、位置決め手段として、第一実施形態に示した樹脂管を用いたが、該樹脂管の代わりに第二実施形態で示したフィルム状の樹脂成形材を用いても良い。

本発明を適用しうる、エレクトロフュージョン継手の種類は特に限定はない。図４は、第一実施形態に示した樹脂管を使用した場合の変形形態である第五実施形態を示す断面図である。図４に示すエレクトロフュージョン継手４００は、Ｌ字形（エルボー）を有している。このような場合にも本発明のエレクトロフュージョン継手を適用することができる。エレクトロフュージョン継手４００においては、継手本体４４０内に形成された流路４４８Ａ、４４８Ｂは、直交方向に屈曲されている。これら流路４４８Ａ、４４８Ｂに対応して、離隔する２箇所にコイル部４４１、４４２が配置されている。そして、これらコイル部４４１、４４２を結ぶ連結部４４５に、３つの位置決め手段４５１、４５２、４５３が断続的に配置されている。

図５は、第一実施形態に示した樹脂管を使用した場合の変形形態である第六実施形態を示す断面図である。図５に示しエレクトロフュージョン継手５００はＴ字形を有しており、このような形状にも本発明のエレクトロフュージョン継手を適用することができる。エレクトロフュージョン継手５００には、継手本体５４０内に左右方向の流路５４８Ｂ、５４８Ｃ（以下において「水平流路」ということがある。）が形成されており、この左右方向の流路に直交する方向から流路５４８Ａ（以下において「垂直流路」ということがある。）が合流している。これら垂直流路５４８Ａ、並びに水平流路５４８Ｂ、及び５４８Ｃに対応して３箇所にコイル部５４１、５４２、５４３が配置されている。水平流路部に対応して、離隔して配置されるコイル部５４２とコイル部５４３との間には連結部５４５が設けられ、連結部５４５には４つの位置決め手段５５１〜５５４が断続的に配置されている。なお、垂直流路５４８Ａ上に示された連結部５４５及び位置決め手段５５２、５５３は、実際には、流路５４８Ａを形成する部位の継手本体５４０内部に配置されているので、図５では仮想線により示されている。

以上の第五及び第六実施形態のエレクトロフュージョン継手１００Ｂ、１００Ｃでは、位置決め手段として、第一実施形態に示した樹脂管を使用したが、該樹脂管の代わりに第二実施形態で使用したフィルム状の樹脂成形材を使用しても良い。

また図示していないがエレクトロフュージョン継手の種類は、十字継手や、Ｙ字継手であっても良い。要は、離隔して配置される２箇所以上の接合箇所が設けられていれば良い。さらに接合されるべき複数の被接合管の外径は、同一であっても良くまた異なるものであっても良い。

次にエレクトロフュージョン継手について概要を説明する。

＜樹脂管を用いた場合の継手作製手順＞
図５に示されるようなＴ字継手（分岐状継手）５００を例にとって、樹脂管を用いた場合におけるその作製手順を、図５、６を参照しつつ説明する。
１．１本の連続した電熱線に非架橋熱可塑性樹脂層を被覆し、被覆電熱線とする。この被覆電熱線の両側を、継手本体５４０の水平流路に沿って離隔する２箇所の接合部内壁に沿うような２つのコイル５４２、５４３の形状に加工する。両コイルを結ぶ連結部５４５は、継手本体５４０の離隔する２つのコイル５４２、５４３間の距離に相当する長さとした発熱体を形成する。垂直流路に沿う部位のコイル５４１は別途作成する。
２．図６に示すように、垂直流路５４８Ａ、水平流路５４８Ｂ、５４８Ｃに対応する形状の中子６０１、６０２、６０３の所定位置に、上記発熱体をセットする。具体的には、中子６０１にコイル５４１をセットし、水平に配置される中子６０２、６０３のそれぞれにはコイル５４２、５４３をセットする。
３．上記中子６０１、６０２、６０３を、外型６００上にセットする。この状態においては、連結部５４５は、各中子６０１〜６０３の外周面に沿うように配置されている。
４．連結部５４５に位置決め手段をセットする。具体的には例えば、内径が被覆電熱線の外径と略一致する、樹脂管を用意し、この樹脂管の外周部に長手方向にスリットを入れる。これを適宜所定の長さに切断して、位置決め部材５５１〜５５４とする。これら各位置決め部材のスリットを利用して、その部分を押し開いて、連結部５４５の被覆電熱線に取り付ける。このようにすると、中子外週面に接していた連結部５４５が、中子表面から所定の距離浮き上がる。
５．湯口６１０から外型６００内に、継手本体５４０を構成すべき未架橋の架橋性熱可塑性樹脂を射出する。この射出成形により形成された継手本体５４０と、非架橋熱可塑性樹脂とを一体化させることにより、電熱線が非架橋熱可塑性樹脂に包まれた状態で架橋性熱可塑性樹脂の継手本体内に一体化する。しかも連結部５４５は、中子表面から浮き上がって、継手本体５４０の架橋熱可塑性樹脂の肉厚内部に配設される。
６．成形された継手本体５４０を、蒸気等の水分の存在する環境で加熱することで、架橋させる。

＜フィルム状の樹脂成形部材を用いた場合の継手作製手順＞
図９に示されるような同径継手２００を例にとって、フィルム状の樹脂成形部材を用いた場合におけるその作製手順を、図９及び図１０を参照しつつ説明する。
１．１本の連続した電熱線に非架橋熱可塑性樹脂層を被覆し、被覆電熱線とする。この被覆電熱線の両側を、継手本体２４０の流路２４８に沿って離隔する２箇所の接合部内壁に沿うような２つのコイル２４１、２４２の形状に加工する。両コイルを結ぶ連結部２４５は、継手本体２４０の離隔する２つのコイル２４１、２４２間の距離に相当する長さとした発熱体を形成する。
２．図１０に示すように、流路２４５に対応する形状の中子３０１の所定位置に、上記発熱体をセットする。具体的には、水平に配置される中子３０１に２つのコイル２４１、２４２をセットする。
３．上記中子３０１を外型３００上にセットする。この状態においては、連結部２４５は、各中子３０１の外周面に沿うように配置されている。
４．連結部２４５に位置決め手段をセットする。具体的には例えば、中子３０１における連結部２４５に隣接する部位に、フィルム状に形成された樹脂成形材２５０を、中子３０１に接して沿うように該中子３０１を被覆して配置する。このようにして中子３０１を被覆して配置された樹脂成形部材の上に、連結部２４５の被覆電熱線に取り付ける。このようにすると、中子外周面に接していた連結部２４５が、中子表面から所定の距離浮き上がる。
５．湯口３１０から外型３００内に、継手本体２４０を構成すべき未架橋の架橋性熱可塑性樹脂を射出する。この射出成形により形成された継手本体２４０と、非架橋熱可塑性樹脂とを一体化させることにより、電熱線が非架橋熱可塑性樹脂に包まれた状態で架橋性熱可塑性樹脂の継手本体内に一体化する。しかも連結部２４５は、中子表面から浮き上がって、継手本体２４０の架橋熱可塑性樹脂の肉厚内部に配設される。
６．成形された継手本体２４０を、蒸気等の水分の存在する環境で加熱することで、架橋させる。

＜継手本体の好ましい寸法＞
継手本体の内径は、下限に特に制限はないが、通常、７．５ｍｍ以上、中でも１２ｍｍ以上が好ましい。上限にも特に制限はないが、通常、６５ｍｍ以下、中でも４５ｍｍ以下であることが好ましい。被接合体である、給水、給湯管の外径は、概ね１２ｍｍ〜４５ｍｍ程度だからである。
継手本体の外径は、下限に特に制限はないが、通常、１３．５ｍｍ以上、中でも２０ｍｍ以上が好ましい。上限にも特に制限はないが、通常、８５ｍｍ以下、中でも６１ｍｍ以下であることが好ましい。被接合体である、給水、給湯管の外径は、概ね１２ｍｍ〜４５ｍｍ程度であり、継手本体内径とのバランスで選択すればよく、過度に大きくしても必要以上の強度であるとともに場所をとる。過度に細いと、強度が確保しにくい。
継手本体の厚みは、下限に特に制限はないが、通常、３ｍｍ以上、中でも４ｍｍ以上であることが好ましい。上限にも特に制限はないが、通常、１０ｍｍ以下、中でも８ｍｍ以下であることが好ましい。過度に大きくしても強度上オーバースペックで場所をとるし、過度に細いと、強度が確保しにくいからである。

＜継手本体の好ましい材質（架橋熱可塑性樹脂）＞
架橋熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂を構成する分子鎖に架橋構造を有するものであり、これ自体は、公知の任意の架橋熱可塑性樹脂を用いればよい。架橋構造としては、シラン架橋、ジビニルベンゼン架橋、過酸化物架橋等が挙げられる。架橋熱可塑性樹脂は、一般には、熱可塑性樹脂を変性化合物（シラン化合物、過酸化物等）と共に、有機過酸化物等の重合開始剤や架橋触媒等を共存させて成形し、加熱等により架橋反応させることによって架橋熱可塑性樹脂とされる。

＜電熱線を被覆する非架橋熱可塑性樹脂層＞
本発明のエレクトロフュージョン継手においては、上記架橋熱可塑性樹脂により形成された継手本体の内周面の被接合体に接する位置に、架橋熱可塑性樹脂層と一体的に形成される非架橋熱可塑性樹脂層を形成している。非架橋熱可塑性樹脂層の材質は、一般に熱可塑性樹脂として使用されている架橋性でないものでよく、オレフィン系樹脂等が挙げられる。オレフィン系樹脂としては、特に制限はないが、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン等の炭素数２〜８程度のα−オレフィンの単独重合体；これらのα−オレフィンとエチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン等の炭素数２〜２０程度の他のα−オレフィンや、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル等のビニル基含有化合物の１種又は２種以上との共重合体等が挙げられる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸」と「メタアクリル酸」とを総称するものである。
オレフィン系樹脂としては、例えば、低・中・高密度ポリエチレン等（分岐状又は直鎖状）のエチレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体等のエチレン系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−１−ブテン共重合体等のプロピレン系樹脂、及び、１−ブテン単独重合体、１−ブテン−エチレン共重合体、１−ブテン−プロピレン共重合体等の１−ブテン系樹脂等が挙げられる。

本発明のエレクトロフュージョン継手においては、非架橋熱可塑性樹脂層を架橋熱可塑性樹脂層と一体的に形成する。非架橋熱可塑性樹脂層の位置は、通常、電熱線が、被架橋熱可塑性樹脂で被覆された被覆電熱線として作成され、これを継手本体内の所定の位置にコイル状にセットした状態にて、継手本体を形成すべき未架橋の架橋熱可塑性樹脂を射出成形することから、架橋熱可塑性樹脂管の内周面の被接合体に接する位置に、架橋熱可塑性樹脂層と一体的に形成された非架橋熱可塑性樹脂層を有することとなる。非架橋熱可塑性樹脂層の厚みは、特に限定されるものではないが、上記の理由により、電熱線を確実に被覆し、射出成形によって、継手内流路に電熱線が露出することがなく、また、被接合体を加熱融着する際に、確実に接着機能を果たして被接合体が固定されることが必要である。非架橋熱可塑性樹脂層の厚みとしては、概ね、被覆電熱線の径に相当する。その下限は、特に制限はないが、通常、０．１ｍｍ以上、中でも０．３ｍｍ以上程度であることが好ましい。上限にも特に制限はないが、通常、２ｍｍ以下、中でも１ｍｍ以下程度であることが好ましい。過度に厚くしても、被接合体の接着能力の点でオーバースペックとなり、逆に過度に薄いと、十分な接着能力が得にくいからである。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエレクトロフュージョン継手もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

同径継手に本発明を適用した場合の、第一実施形態を示す断面図である。 同径継手に第一実施形態に示した樹脂管を適用した場合の、第三実施形態を示す断面図である。 同径継手に第一実施形態に示した樹脂管を適用した場合の、第四実施形態を示す断面図である。 Ｌ字継手に第一実施形態に示した樹脂管を適用した場合の、第五実施形態を示す断面図である。 Ｔ字継手に第一実施形態に示した樹脂管を適用した場合の、第六実施形態を示す断面図である。 図５に示すＴ字継手を作成する際の、金型と中子とを示す図である。 従来のエレクトロフュージョン継手を示す断面図である。 図７のエレクトロフュージョン継手において、電熱線が露出された状態を示す図である。 同径継手に本発明を適用した場合の、第二実施形態を示す断面図である。 図９に示す同径継手を作成する際の、金型と中子とを示す図である。

符号の説明

１０ 開口
２０ 開口
４０ 継手本体
４１ コイル部
４２ コイル部
４６ 導通端子
４７ 導通端子
４５ 連結部
４８ 流路
４９ 内周面
５０ 位置決め手段
１００Ａ エレクトロフュージョン継手
６００ 外型
６０１ 中子
６１０ 湯口

Claims (6)

1. 架橋熱可塑性樹脂により形成された中空管本体と、非架橋熱可塑性樹脂層に覆われた連続した一本の電熱線からなる発熱体とを具備し、
   前記発熱体は、前記中空管本体内周側にあって被接合体に接すべき第一の部位、及び前記第一の部位から離隔するとともに他の被接合体に接すべき第二の部位にそれぞれに配置された第一螺旋状部、及び第二螺旋状部、並びに、これら二つの螺旋状部を結ぶ連結部を備え、
   前記連結部、又は前記連結部に隣接した前記中空管本体内周側の少なくとも一部には、前記中空管本体を樹脂成型する際に中子と協働して、前記発熱体を前記中空管本体肉厚内部に留める位置決め手段が備えられており、
   前記位置決め手段は、樹脂成型の際に、前記非架橋熱可塑性樹脂層と前記中子との間に配置され、前記中子表面に沿って接するような形状を有することにより、前記中子の一部であって、前記発熱体の前記第一螺旋状部及び前記第二螺旋状部に接すべき部分以外の部分の少なくとも一部を被覆する、フィルム状の樹脂部材であり、
   前記フィルム状の樹脂部材を構成する材料は、前記電熱線に通電して前記被接合体を接合する際に溶融しない樹脂である、エレクトロフュージョン継手。
2. 前記位置決め手段は、前記非架橋熱可塑性樹脂より融点が５℃以上２０℃以下の範囲で高い樹脂により形成されている請求項１に記載のエレクトロフュージョン継手。
3. 前記位置決め手段は、架橋ポリオレフィン樹脂により形成されている請求項１に記載のエレクトロフュージョン継手。
4. 架橋熱可塑性樹脂により形成される中空管本体と、前記中空管本体内周側の離隔する二つの部位に配置されるとともに非架橋熱可塑性樹脂層に被覆された連続した一本の電熱線からなる一対のコイルとを備えるエレクトロフュージョン継手の製造方法であって、
   前記非架橋熱可塑性樹脂層に被覆された連続した一本の電熱線からなる一対のコイルを、被接合体に接すべき部位に対応する中子の部位に組み付けて、前記中空管本体の形状を画する外型内に配置する、金型配置工程と、
   前記外型内に、前記中空管本体を形成するための未架橋の架橋熱可塑性樹脂を射出しかつ水分の存在下で加熱する成形架橋工程とを含み、
   前記金型配置工程において、前記中子の表面に沿って接する形状を有するフィルム状の樹脂部材を前記中子表面の一部であって、前記一対のコイルに接すべき部分以外の部分の少なくとも一部を被覆するように取り付け、前記樹脂部材の外側に前記一対のコイルを連結する部位を配置し、
   前記フィルム状の樹脂部材を構成する材料は、前記電熱線に通電して前記被接合体を接合する際に溶融しない樹脂であることを特徴とする、エレクトロフュージョン継手の製造方法。
5. 前記中子表面に、前記フィルム状の樹脂部材を取り付けることのできる溝が備えられており、
   前記金型配置工程において、前記フィルム状の樹脂部材を、前記溝を被覆するように取り付け、該樹脂部材の外側に前記一対のコイルを連結する部位を配置することを特徴とする、請求項４に記載のエレクトロフュージョン継手の製造方法。
6. 前記フィルム状の樹脂部材に、前記非架橋熱可塑性樹脂より融点が５℃以上２０℃以下の範囲で高い非架橋熱可塑性樹脂、又は架橋ポリオレフィン樹脂を用いることを特徴とする、請求項４又は５に記載のエレクトロフュージョン継手の製造方法。

Images