JP4999666B2 - 熱可塑性樹脂管への穿孔方法及び該方法で用いるホールソー - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂管に分岐管接続用の分岐継手を取付けたのち、分岐継手に取付けたホールソーにより熱可塑性樹脂管に穿孔する方法及び該方法で用いるホールソーに関する。

分岐継手にはサービスチー継手やサドル継手がある。サービスチー継手は、ガス管や水道管など管内の流体を遮断することなく分岐管を接続することが可能で、図１に示すように、この継手１は、ガス管等の熱可塑性樹脂管２に当てられるサドル部３と、該サドル部３より立上がる胴部４と、胴部４より側方に向けて突設されるスピゴット５よりなっている。配管施工現場での施工時においては先ず、熱可塑性樹脂管２の周面に側方より当てられるサドル部３と熱可塑性樹脂管２とを熱融着する。融着方法としては近年、サドル部３の管との接合面に埋設した電熱線に通電することによって行う電気融着タイプのものが多用されている。

サドル部３を熱可塑性樹脂管２に熱融着して取り付けた後は通常、スピゴット５に分岐管をソケット継手により接続し、ついで胴部４に内蔵したホールソー、或いは大口径用の継手においては外部から胴部３に挿入したホールソーを捩じ込んで熱可塑性樹脂管２に孔穿けを行い、穿孔後、ホールソーを胴部内に引上げるか、或いは胴部より取外し、ついで胴部にキャップ継手を取付けシールしている。

上述する配管施工時のホールソーによる穿孔において、熱可塑性樹脂管の強度が高いと、ホールソーの回転トルクが多くなったり、ホールソー刃が破損したりして穿孔が困難となることがある。

この問題を解決する方法として、下記特許文献１には、ホールソー内に加熱機を内蔵してホールソーを加熱するか、ホールソー内に加熱流体を通して穿孔箇所のポリエチレン管を加熱して穿孔を行う方法が開示されている。
特開２００２−１０６７７７号

前記特許文献１に開示される穿孔方法によると、ホールソー刃を加熱し、或いは穿孔箇所のポリエチレン管を加熱することにより冬季のような外気温が低くても、穿孔時にポリエチレン管にひびが入らず、切削のためのホールソーの回転トルクが少なくてすみ、ホールソー刃の破損がなくなるなどの利点があるが、ホールソー刃を加熱し、或いは穿孔箇所のポリエチレン管を加熱するいずれの場合も、ホールソー自体が加熱され、ホールソーにネジ部を介して接触する分岐継手も加熱されて軟化し、変形しがちとなる。とくにネジ部の軟化はホールソーの捩じ込みによる熱可塑性樹脂管への穿孔をできなくするか、或いは困難にする。

本発明は、上記のような問題を生ずることなくホールソーによる熱可塑性樹脂管への穿孔が容易に行えるような穿孔方法及び該方法で用いるホールソーを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、ポリエチレン管等の熱可塑性樹脂管に分岐管接続用の分岐継手を取付けたのち、該分岐継手に内蔵し、或いは外部から分岐継手に挿入したホールソーを捩じ込んで上記熱可塑性樹脂管への穿孔を行う方法において、ホールソー内に熱可塑性樹脂管を、好ましくは該管が軟化する状態まで加熱するヒータをホールソーとは非接触で、ホールソーの軸方向に進退可能に配置し、熱可塑性樹脂管への穿孔時にはヒータを押出して熱可塑性樹脂管に当て、該管を加熱した状態で上記ホールソーによる穿孔を行うことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の穿孔方法で用いられるホールソーであって、ホールソーに対し、その軸方向にスライド可能に取付けられるロッドと、該ロッドの先端に取付けられ、好ましくはサドル状で、ホールソーの内径より僅かに小径であり、ホールソーとは非接触に設けられるヒータとよりなることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、ヒータがロッドの先端に断熱層を介して取付けられることを特徴とし、上記ロッドには好ましくは該ロッドをホールソーから押出す方向に付勢するバネが設けられる。

請求項１に係る発明によると、ヒータを熱可塑性樹脂管に当てて該管を加熱すると、伝熱によりヒータの周りのホールソー刃が当たる箇所の温度が上昇するようになり、これにより、穿孔が低トルクで、ホールソー刃を傷めたり、穿孔箇所にひび割れをもたらすことなくスムースに行え、またヒータはホールソーと非接触で、ホールソーを直接加熱することはないため、ホールソーの温度上昇が少なく、分岐継手のネジ部が軟化するのを防止し、穿孔に支障を生じないようにすることができる。

穿孔に伴ってホールソーには熱可塑性樹脂管の切片が嵌着される。ホールソーが内蔵されるタイプで、穿孔後も分岐継手内にとどめられ、そのまま使用される場合は、ホールソー内に切片が詰まった状態になっていても支障はないが、ホールソーを分岐継手より抜き出して再使用する場合には、切片を除去する必要がある。請求項２に係る発明においては、ロッドを押し込んでヒータで切片をホールソーから押出すことができ、切片の除去が容易に行える。

請求項３に係る発明によると、ヒータの熱がロッドを伝ってホールソー伝熱されるのが防止される。

なお、ロッドをバネによって押出す方向に付勢すれば、ヒータを穿孔箇所の熱可塑性樹脂管に押付ける作業が不要で、ヒータはバネの作用で熱可塑性樹脂管に確実に押付けられるようになる。この場合、穿孔時にホールソーが熱可塑性樹脂管に食い込むのに伴い、ヒータはバネの作用に抗してホールソー内に押込まれる。

以下、本発明の実施形態について図面により説明する。図中、図１に示すものと同一構造部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

図２は、分岐継手としての図１に示すサービスチー継手１における胴部４に装着される、本発明に係るホールソーの一例を示すもので、カップ状をなすホールソー１１は外周面に胴部内周に刻設されるネジ部８（図４）に螺合するネジ部が形成され、またホールソー軸１２には軸心に中空状のロッド１３が軸方向にスライド可能に嵌挿されて二重軸構造をなしている。

ホールソー内に突出するロッド１３には、その先端に熱可塑性樹脂管に側方より当てられるサドル状のヒータ１４が取付けられ、また該ヒータ上のロッド１３にはコイルバネ１５が装着され、このコイルバネ１５はヒータ１４をホールソー１１よりロッド１３と共に押出す方向に付勢している。

上記ヒータ１４は平面視で円形をなし、その外径はホールソー１１の内径より若干小さく、ホールソー１１と接触しないようにしてヒータ１４の熱がホールソー１１に直接伝わらないようにしてある。ヒータ１４の熱がホールソー１１に、より確実に伝わらないようにするには、ロッド１３とヒータ１４との間に断熱層を設けるのが望ましい。図３は、断熱層を設けた一例を示すもので、ヒータ１４がロッド１３先端のフランジ１６に断熱材１７を介して取付けられ、ヒータ１４の熱がロッド１３を介してホールソー１１に伝わらないようにしている。なおヒータ１４への配線は図示していないが、中空状のロッド１３に通され、外部の電源に接続される。

上述するフランジ１６はホールソー１１に接触するようにしてもよい。この場合、フランジ１６はピストン状をなしてホールソー１１に案内されて昇降し、これによりヒータ１４の昇降がブレることなくスムースに行えるようになる。

分岐継手としてのサービスチー継手１は、サドル部３の熱可塑性樹脂管との接合面に電熱線８を埋設した電気融着継手で、熱可塑性樹脂管２に電気融着され、融着後、前記ホールソー１１を用いて熱可塑性樹脂管２への穿孔が行われる。熱可塑性樹脂管２としては通常、ポリエチレン管が用いられるが、これに限定されるものではない。

熱可塑性樹脂管２への穿孔は、ヒータ１４に通電して加熱した状態で胴部４に内蔵される前述するホールソー１１のホールソー軸１２に図示しないハンドル付きの工具を連結し、ハンドルを一方向に回動操作することによって行う。すなわちハンドルの一方向の回動操作によりホールソー１１が捩じ込まれ、熱可塑性樹脂管２に向かって前進する。この前進途上において先ず、ホールソー１１より突出するヒータ１４が熱可塑性樹脂管２に乗りかかって接触し、ついでホールソー刃が熱可塑性樹脂管２に接触する（図４）。ホールソー刃が熱可塑性樹脂管２に接触後、なおも上記ハンドルを回動操作すると、ホールソー刃が熱可塑性樹脂管２に食い込み始め、食い込みにより回転トルクが急激に増加する。この回転トルクの急激な増加は感触によって容易に知ることができ、知った時点でハンドルによる回動操作を一旦停止する。この間、熱可塑性樹脂管２に接触するヒータ１４により穿孔箇所が加熱される。

ハンドルの回動操作を停止して一定時間経過し、ヒータ１４により熱可塑性樹脂管２を十分に加熱したのち、ハンドルの回動操作を再開する。これによりホールソー刃が熱可塑性樹脂管２に食い込み、穿孔が行われる。穿孔に伴い、ヒータ１４はコイルバネ１５の作用に抗してホールソー内に押込められる。

穿孔の完了は、回転トルクの急激な減少の知得若しくは穿孔が完了したことをホールソー軸１２の移動長さで感知し、この知得ないし感知後、ハンドルを逆方向に回動操作してホールソー軸１２を逆回転させることでホールソー１１を引上げる。ホールソー１１の引上げはスピゴット上の胴部４に達するまで行われ、該胴部４に達して留められる。その後、ホールソー軸１２から工具を取外し、胴部４に図１に示す電気融着キャップ継手６を被せ電気融着する。

上述するホールソー１１は、胴部４より引き出して継手１より取外して再使用するようにしてもよい（大口径の継手ではホールソーは通常取外して再使用される）。ホールソー１１の再使用に当たってはホールソー内に詰まる熱可塑性樹脂管２の切片を取外す必要がある。この取外しは、ロッド１３を押込むことによって行われ、ロッド１３の押込みによりヒータ１４で切片の押出しが行われる。なお、ホールソーの内側に切片を係止する突起（引っかかり）等の部位を設けると、穿孔によりホールソー内に押し込められる切片をより確実にホールソー内に留めることができ、望ましい。

前記実施形態によると、穿孔箇所の熱可塑性樹脂管２がヒータ１４により十分に加熱され、ホールソー刃の当たる箇所の温度が上昇した状態で穿孔が行われるため、穿孔時のトルクが軽減されてスムースな穿孔が行われ、ホールソー刃の損傷を生ずることがないし、外気温が低い状態でも熱可塑性樹脂管２にひび割れを生ずることもない。またヒータ１４はホールソー１１と非接触で、ヒータ１４の熱がホールソー１１に直接伝わらないようにしてあるため、ヒータ１４によるホールソー１１の温度上昇が少なく、したがって継手胴部４に形成されたネジ部８が軟化してホールソー１１の捩じ込みによる熱可塑性樹脂管２への穿孔を困難にする、といった問題を防止することができる。

図５はホールソーの別の例を示すもので、ホールソー２１には一対のガイドロッド２３がホールソー軸２２を挟んだ対称位置にスライド可能に取付けられ、ホールソー内に突出するガイドロッド先端にサドル状のヒータ２４が取付けられている。そしてヒータ２４の各ガイドロッド２３にはコイルバネ２５が装着され、ヒータ２４をホールソー２１より押出すように付勢している。ホールソー軸２６は中空軸で、電源に繋がるヒータ２４への配線（図示省略）が通されている。

本実施形態のホールソー２１も上記実施形態のホールソー１１と同様にして熱可塑性樹脂管への穿孔が行われる。

上記各実施形態のホールソー１１、２１による熱可塑性樹脂管２への穿孔はいずれも廻し切りによって行われる。図６は押し切りの例を示すもので、ホールソー３１は、ホールソー軸３２と一体をなし、外周に胴部４のネジ部８に螺合するネジ部３３を形成した蓋部３４と、該蓋部３４にベアリング３５を介してホールソー３１の軸心周りに回転できるように連結されるホールソー本体３６とからなっており、ホールソー軸３２を通してホールソー３６内に突出するロッド３７には、図２に示す実施形態と同様、ヒータ３８が取付けられると共に、コイルバネ３９が装着されている。このヒータ３８は図３に示すように、ロッド端のフランジに断熱材を介して取付けられるようにしてもよい。

本実施形態によると、工具のハンドル操作によりホールソー軸３２を回動操作すると、蓋部３４が継手胴部４のネジ部８に捩じ込まれるが、ホールソー刃が熱可塑性樹脂管２に達して該管２に食い込むと、ホールソー本体３６は回転を停止した状態となり、この状態でホールソーが捩じ込まれるのに伴い押し切りが行われる。

サービスチー継手の正面図。 本発明に係るホールソーの拡大断面図。 別の態様のヒータを内蔵したホールソーの拡大断面図。 熱可塑性樹脂管への穿孔時の状態を示す断面図。 ホールソーの別の態様の断面図。 ホールソーの更に別の態様の部分断面正面図。

符号の説明

１・・サービスチー継手
２・・熱可塑性樹脂管
３・・サドル部
４・・胴部
５・・スピゴット
６・・キャップ継手
８・・電熱線
１１、２１、３１・・ホールソー
１２、２６、３２・・ホールソー軸
１３、３７・・ロッド
１４、２４、３８・・ヒータ
１５、２５、３９・・コイルバネ
１６・・フランジ
１７・・断熱材
２３・・ガイドロッド
３３・・ネジ部
３４・・蓋部
３５・・ベアリング
３６・・ホールソー本体

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂管に分岐管接続用の分岐継手を取付けたのち、該分岐継手に内蔵し、或いは外部から分岐継手に挿入したホールソーを捩じ込んで上記熱可塑性樹脂管への穿孔を行う方法において、ホールソー内に熱可塑性樹脂管を加熱するヒータをホールソーとは非接触で、ホールソーの軸方向に進退可能に配置し、熱可塑性樹脂管への穿孔時にはヒータを押出して熱可塑性樹脂管に当て、該管を加熱した状態で上記ホールソーによる穿孔を行うことを特徴とする穿孔方法。
2. ホールソーに対し、その軸方向にスライド可能に支持されるロッドと、該ロッドの先端に取付けられ、ホールソーと非接触に設けられるヒータとよりなることを特徴とする請求項１記載の穿孔方法で用いられるホールソー。
3. ヒータがロッドの先端に断熱層を介して取付けられることを特徴とする請求項２記載のホールソー。

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