JP5173571B2 - エレクトロフュージョン継手 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロフュージョン継手に関し、さらに詳しくは、少なくとも外周面を熱可塑性樹脂で形成した第１管状体を、第２管状体と接続するエレクトロフュージョン継手に関する。

従来、ガスや水道水などの流体を流通させる管部材として熱可塑性樹脂で形成した管状体が用いられており、この管状体同士を接合するためにエレクトロフュージョン継手（以下、ＥＦ継手と省略する場合がある。）が用いられている。
このＥＦ継手は、例えば、通電すると発熱するニクロム線が巻回された発熱体を熱可塑性樹脂に埋設して、当該熱可塑性樹脂を射出成型用金型に挿入し、射出成型用の熱可塑性樹脂を当該射出成型用金型に射出することにより一体形成される。このＥＦ継手の構造は、円筒状で、その内部には接合対象の管状体を当該円筒状の長手方向の両端からそれぞれ挿入可能に円筒状の空間が形成され、当該空間の外周側には発熱体が埋設された熱可塑性樹脂を包みこむ状態で射出成型用の熱可塑性樹脂が存在し、この射出成型用の熱可塑性樹脂によりＥＦ継手の内周面及び外周面が形成されている。
このＥＦ継手を用いて接合対象の管状体を接合する際には、上記円筒状の空間の長手方向の両端から所定位置まで管状体をそれぞれ挿入し、続いて発熱体に通電することにより当該発熱体周辺の熱可塑性樹脂を溶融し、当該熱可塑性樹脂を接合対象の管状体の外周面等に融着させて、当該管状体同士を接合することができる（例えば、特許文献１参照）。
これにより、管状体をＥＦ継手と接合して管状体同士を充分に接続することができる。
また、上記発熱体として、ニクロム線ではなく平板状の発熱体を用い、この平板状の発熱体を熱可塑性樹脂に埋設して、上記と同様に一体形成されるＥＦ継手も開示されている（例えば、特許文献２参照）。これにより、上記特許文献１のＥＦ継手と同様に、管状体をＥＦ継手と接合して管状体同士を充分に接続することができる。

特開２００１−０８２６６７号公報 特開平０５−１０６７７６号公報

上記特許文献１に記載のＥＦ継手では、発熱体としてニクロム線を巻回したものを用いているため、ニクロム線を巻回することが必須となり、ＥＦ継手の製造において、製造コストが上昇するという問題があった。
また、上記特許文献２に記載のＥＦ継手では、発熱体を平板状としているためニクロム線を巻回するコストを低減できるが、一体形成する際に、当該平板状の発熱体を射出成型金型に挿入し、射出成型用の熱可塑性樹脂を射出成型用金型に射出することが必要となり、製造コストの低減は難しかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＦ継手に挿入された管状体の確実な接続を実現しつつ、ＥＦ継手の製造コストの低減を実現し得る技術を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る、少なくとも外周面を熱可塑性樹脂で形成した第１管状体を、第２管状体と接続するエレクトロフュージョン継手の第１特徴構成は、
少なくとも内周面が熱可塑性樹脂で形成され、内周面に両端部の内径よりも大きな内径を有する拡径部を備える第１筒状体と、
熱可塑性樹脂からなり、前記拡径部に装着されるとともに、内周面において少なくとも前記第１管状体の外周面と接合可能な第２筒状体と、
前記第１筒状体の内周面と前記第２筒状体の外周面との間に設けられる薄膜状のヒータとを備え、
前記第２筒状体の外径を前記第１筒状体の両端部の内径よりも大きく構成し、
前記第２筒状体に、その外径の寸法を調節し、当該第２筒状体を前記第１筒状体に挿入可能とする外径調節手段を設けた点にある。

上記第１特徴構成のエレクトロフュージョン継手は、それぞれ別々の部材である第１筒状体、ヒータ、第２筒状体により構成され、第１筒状体の軸心方向の端部からヒータ、第２筒状体を順次挿入して、径方向でエレクトロフュージョン継手の外周面から内周面に向かって第１筒状体、この第１筒状体の拡径部にヒータ、当該拡径部に第２筒状体が順次配置され、当該第２筒状体の内側には、少なくとも接合対象の第１管状体が挿入可能な空間が形成される。
したがって、上記第１特徴構成によれば、第２筒状体の外径が第１筒状体の両端部の内径よりも大きく構成されているが、当該第２筒状体には当該第２筒状体の外径の寸法を調節する外径調節手段が設けられているので、外径の寸法を小さくして第２筒状体を第１筒状体に確実に挿入することが可能となる。また、第２筒状体を第１筒状体に挿入後には、第１筒状体の拡径部において、第２筒状体の外径が第１筒状体の両端部の内径よりも大きくなり、第２筒状体が第１筒状体から外れることなく、第２筒状体、ヒータ、第１筒状体がある程度固定された状態を維持することができる。
これにより、第１筒状体、ヒータ、第２筒状体をそれぞれ別部材で構成して各部材の一体化を図ることにより、射出成型による一体化や接着剤による一体化をする必要が無くなるため、製造効率が上がって大量生産が可能となり、ＥＦ継手の製造コストの低減を図ることができる。また、このような一体化を使用に際して作業者により現場で行うこととすれば、更なるコストの低減を図ることができる。さらに、このように一体化することにより、第２筒状体及びヒータが第１筒状体の拡径部から散逸しない程度に装着固定されているため、第２筒状体に第１管状体を挿入した際に各部材の位置関係が大きく変動することがなく、ヒータにより加熱することにより第１筒状体、第２筒状体及び少なくとも第１管状体を確実に溶融して、これらを確実に融着することができる。加えて、ヒータが薄膜状に形成されているので、溶融部分が平面状に均一に拡大し、各部材を確実に融着できる状態となるまでの総エネルギー量を、従来のＥＦ継手を用いた場合と比較して低減することができる。なお、従来のＥＦ継手はニクロム線（コイル）が周方向に巻回された構成であり、溶融部分が各コイルを中心として同心円状に溶融が進み拡大していくため、各部材を確実に融着するまでには比較的多くのエネルギー量が必要となる。
よって、ＥＦ継手に挿入された管状体の確実な接続を実現しつつ、ＥＦ継手の製造コストの低減を実現することができる。

本発明に係るエレクトロフュージョン継手の第２特徴構成は、前記外径調節手段は、前記第２筒状体の外周面に軸心方向の全部にわたって設けられたスリットである点にある。

上記第２特徴構成によれば、外径調節手段は、第２筒状体の外周面に軸心方向の全部にわたって設けられたスリットであるので、第２筒状体を第１筒状体の軸心方向の端部から挿入する際には、当該スリットの間隔を小さくし、必要であれば、スリットを形成する第２筒状体の周方向端部同士を重ね合わせることにより、当該第２筒状体の外径を小さくすることができ、確実な挿入を実現することができる。また、挿入後は、当該スリットの間隔が戻り、第２筒状体の外径が第１筒状体の両端部の内径よりも大きくなり、第２筒状体が第１筒状体から外れることなく、第２筒状体、ヒータ、第１筒状体がある程度固定された状態を維持することができる。
よって、第２筒状体を第１筒状体に確実に挿入できるとともに、第２筒状体によりヒータ及び第１筒状体との一体化を確実に行うことができる

本発明に係る第３特徴構成は、前記第２筒状体の内径を、前記第１管状体の外径以下に形成する点にある。

上記第３特徴構成によれば、第２筒状体の内径を、第１管状体の外径以下に形成するので、第１管状体が第２筒状体の内周面に接触しながら挿入されて、第２筒状体が外径方向に変形し外径調節手段により拡径される。これにより、第１管状体が第２筒状体に挿入されると、第２筒状体の内周面と第１管状体の外周面とを確実に密着させることができる。
ここで、上記ヒータは薄膜状に形成されて第１筒状体と第２筒状体との間に設けられるが、当該ヒータは接着等されておらず、ヒータと第１筒状体との間及びヒータと第２筒状体との間にはそれぞれわずかな隙間が存在している場合がある。すなわち、第２筒状体の外径に応じて、第２筒状体、ヒータ、第１筒状体との間にはある程度の隙間が発生することがある。このような隙間が存在する場合であっても、上述のように、第１管状体が第２筒状体に挿入されると、第２筒状体の外径が拡径することによりヒータ及び第１筒状体を外径方向に押圧することとなるので、上記隙間を無くし、第２筒状体、ヒータ、第１筒状体をより確実に密着固定することができる。
したがって、このような密着状態においてヒータに通電して第２筒状体を溶融し第１管状体と接合させることで、より確実に第２筒状体と第１管状体とを接合することができる。

本発明に係る第４特徴構成は、前記第２筒状体の内周面に、少なくとも一方の端部に向かって内径が拡径するテーパ面を設けた点にある。

上記第４特徴構成によれば、第２筒状体の内周面に、少なくとも一方の端部に向かって内径が拡径するテーパ面を設けたので、当該第２筒状体の内周面に接触したまま第１管状体を挿入する場合であっても、当該第１管状体をテーパ面に沿って挿入させることで所望の位置まで比較的簡単に挿入することができる。

本発明に係る第５特徴構成は、前記第１筒状体の拡径部における径方向の厚みが、前記第２筒状体の径方向の厚みよりも厚く形成されている点にある。

上記第５特徴構成によれば、第１筒状体の拡径部における径方向の厚みが、第２筒状体の径方向の厚みよりも厚く形成されているので、両者の間に設けられた薄膜状のヒータにより両者が加熱されたとしても、ＥＦ継手の外周面を形成する第１筒状体が完全に溶融してしまう前に第２筒状体が確実に溶融して、ＥＦ継手の外周面が溶融することを防止できる。

本発明に係る第６特徴構成は、前記第１筒状体の内周面と前記第２筒状体とが、同一の熱可塑性樹脂からなる点にある。

上記第６特徴構成によれば、第１筒状体の内周面と第２筒状体とが、同一の熱可塑性樹脂からなるので、その溶融温度に加熱することにより、第１筒状体と第２筒状体とを溶融して確実に融着することができる。また、同一の熱可塑性樹脂であるため、第１筒状体と第２筒状体は強固に融着する。

本発明に係る第７特徴構成は、前記薄膜状のヒータがフィルムコートされてなる点にある。

上記第７特徴構成によれば、薄膜状のヒータがフィルムコートされているので、ヒータが薄膜状に形成されて比較的壊れやすい場合であっても、当該フィルムコートによりヒータを保護することができ、また、薄膜状の形状を維持して第１筒状体と第２筒状体との間に比較的容易に装着することができる。

本発明に係るエレクトロフュージョン継手（以下、ＥＦ継手という場合がある。）２０の実施の形態について、図１から図７に基づいて説明する。
図１は本願に係るＥＦ継手２０とチューブ４の分解斜視図、図２はヒータ２の平面図、図３はチューブ４（第１管状体、第２管状体の一例）がＥＦ継手２０に挿入される前の状態でのＥＦ継手２０の縦断面図、図４はチューブ４が所定位置までＥＦ継手１０に挿入された状態でのＥＦ継手２０の縦断面図、図５は図３におけるV−V断面図、図６は図４に
おけるVI−VI断面図、図７（ａ）から（ｃ）はＥＦ継手２０にチューブ４を挿入する前、
挿入した後、ヒータ２により加熱した後の状態示す部分縦断面図である。

〔ＥＦ継手〕
図１に示すように、本願に係るＥＦ継手２０は、このＥＦ継手２０の外側に位置するソケット１（第１筒状体の一例）と、このソケット１及び後述するスリーブ３（第２筒状体の一例）を加熱し溶融するヒータ２と、ＥＦ継手２０の内側に位置するスリーブ３とを備えている。これら部材は、ＥＦ継手２０の外周面から内周面に向けてソケット１、ヒータ２、スリーブ３の順に配置され、ヒータ２はソケット１とスリーブ３との間に設けられている。
したがって、詳細は後述するが、図１、図５に示すように、ＥＦ継手２０の内周面（スリーブ３の内周面３ａ）側には空間Ｓが設けられており、この空間ＳにＥＦ継手２０の軸心方向の両端から接続対象のチューブ４を挿入できるように構成されている。

〔ソケット（第１筒状体）〕
ソケット１は、図１、図３、図４に示すように、内部がくり抜かれた筒状に形成されて、このソケット１の外周面１ｂがＥＦ継手２０の外周面を構成している。ソケット１の内周面１ａには軸心方向の両端部６の内径よりも拡径された拡径部５が設けられ、後述するヒータ２及びスリーブ３を装着可能に構成されている。ソケット１の外周面１ｂには、後述するヒータ２に設けられた接触部２ｂへ電流を入出力可能な端子９が同一軸心方向に一対設けられている。なお、図３に示すように、ソケット１の両端部６における内径はＲ６、拡径部５の内径はＲ５として形成されている。
また、ソケット１は、熱可塑性樹脂から構成されており後述するヒータ２の加熱により溶融可能となっている。この熱可塑性樹脂としては、ヒータ２の加熱により溶融することができれば、特に制限されず用いることができるが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などを用いることができる。これらの樹脂は架橋の有無を問わないが、例えば、非架橋のポリエチレン樹脂を用いると、架橋処理が不要となり、比較的溶融温度が低いので消費エネルギーの低減を図ることができるとともに、非架橋であるのでリサイクル性を向上させることができ、好適である。

〔ヒータ〕
ヒータ２は、薄膜状の金属からなる発熱体２ａであり、絶縁体によりフィルムコートされて平板状に形成されている。この発熱体２ａは、高抵抗で、かつ平板状の全面で均一に発熱が可能であれば、特に制限無く用いることができるが、例えば、図２に示すように、薄膜状で、平面視で長方形状に形成された発熱体２ａ（ＳＵＳ３０４のステンレス）を、短辺方向に沿って並行となるように、長辺方向の全長に亘って蛇行させた形状にエッチングし、フィルムコートしたエッチングヒータを用いることができる。このヒータ２は、図１に示すように、短辺同士をつき合わすように円筒状にして、上記ソケット１とスリーブ３との間に装着される。この際、当該一端と他端にはそれぞれ電流を入力可能な接触部２ｂが設けられ、これら接触部２ｂは、円筒の長手方向の略同一直線上に配置されている。したがって、当該接触部２ｂはそれぞれ上述したソケット１の軸心方向に一対設けられた端子９に簡便に接続でき、当該端子９からの電流によりヒータ２に通電可能に構成されている。なお、エッチングヒータとしては、例えば、長辺方向に沿って並行に配列するようにエッチングしたものを用いることもでき、この場合にも同様の効果を得ることができる。
また、フィルムコートする絶縁材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などを用いることができる。

〔スリーブ（第２筒状体）〕
スリーブ３は、図１、図３、図４に示すように、内部がくり抜かれた筒状に形成されて、このスリーブ３の外周面３ｂは上記平板状に形成されたヒータ２に良好に密着できるように平滑に形成されている。筒状に形成されたスリーブ３の内部には軸心方向の両端から、接合対象のチューブ４を挿入できるように空間Ｓが構成されている。また、スリーブ３の内周面３ａには、端部に向かって拡径し、チューブ４を案内するテーパ面７が軸心方向の両端部にそれぞれ設けられ、中央付近にはさらにチューブ４の内径程度まで縮径された停止部１０が設けられている。
このスリーブ３には、図１、図３に示すように、当該スリーブ３の外径を調節する外径調節手段としてのスリット８が、当該スリーブ３の軸心方向にわたって内周面３ａと外周面３ｂとを貫通する形態で設けられている。すなわち、図１、図３に示すように、スリーブ３の軸心方向に平行で、かつスリーブ３の径方向断面においてスリーブ３の中心に向かうように形成されたスリット８が形成されている。これにより、後述するスリーブ３の外径Ｒ３２は、少なくともスリット８の間隔分、必要であれば、当該スリット８を形成するスリーブ３の周方向端部同士を重ねる、もしくは離間させることにより、所定の距離だけ伸縮させることができる。
スリーブ３の外径Ｒ３２は、ソケット１の両端部６の内径Ｒ６よりも大きく形成され、ソケット１の拡径部５の内径Ｒ５よりも小さく形成されている。これにより、スリーブ３がソケット１の拡径部５に一旦装着されると、スリーブ３は両端部６に引っ掛かり拡径部５にある程度固定される。
スリーブ３の内径Ｒ３１は、後述するチューブ４の外径４ｂ以下、好ましくは当該外径４ｂよりも若干小さく形成され、チューブ４が挿入されると当該チューブ４の外周面４ｂがテーパ面７に確実に接触してスリーブ３が外径方向に変形するように構成されている。
なお、スリーブ３の停止部１０における内径は、チューブ４の内径と同じになるように形成され、チューブ４の接続後に当該チューブ４内の流体を良好に流通させることができる。
一方、このスリーブ３は、熱可塑性樹脂から構成されておりヒータ２の加熱により溶融可能となっている。この熱可塑性樹脂としては、ヒータ２の加熱により溶融することができれば、特に制限されず用いることができるが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などを用いることができる。これらの樹脂は架橋の有無を問わないが、例えば、非架橋のポリエチレン樹脂を用いると、架橋処理が不要となり、比較的溶融温度が低いので消費エネルギーの低減を図ることができるとともに、非架橋であるのでリサイクル性を向上させることができ、好適である。
なお、上記ソケット１と同一の熱可塑性樹脂を用いると、一つのヒータ２によりソケット１及びスリーブ３を良好に溶融することができるので好適である。

〔チューブ（第１管状体、第２管状体）〕
チューブ４は、少なくとも外周面４ｂが熱可塑性樹脂からなる管状体から構成されるが、例えば、図１、図３に示すように、全体が熱可塑性樹脂からなるチューブとすることができる。当該チューブ４の外径Ｒ４は規格に応じて複数形成されるが、当該チューブ４の外径Ｒ４に応じてスリーブ３の内径Ｒ３１を決定することができる。
熱可塑性樹脂としては、ヒータ２の加熱により溶融することができれば、特に制限されず用いることができるが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などを用いることができる。これらの樹脂は架橋の有無を問わないが、例えば、非架橋のポリエチレン樹脂を用いると、架橋処理が不要となり、比較的溶融温度が低いので消費エネルギーの低減を図ることができるとともに、非架橋であるのでリサイクル性を向上させることができ、好適である。
なお、上記ソケット１及びスリーブ３と同一の熱可塑性樹脂を用いると、一つのヒータ２によりソケット１及びスリーブ３を良好に溶融することができるので好適である。

〔ＥＦ継手の組立〕
ＥＦ継手２０は、上記のとおり、ソケット１とスリーブ３との間にヒータ２が設けられた状態で一体的に構成されるが、このＥＦ継手２０の一体化方法について説明する。
ＥＦ継手２０は、図１に示すように、それぞれ別々の部材により構成されたソケット１、薄膜状のヒータ２、スリーブ３から構成され、このソケット１の軸心方向の両端部６にそれぞれ設けられた開口から、まず円筒状に形成した平板状のヒータ２、次に内側にスリーブ３を挿入し、これらをソケット１の内周面１ａに形成された拡径部５に順次装着することにより、ソケット１とスリーブ３との間にヒータ２を設けた状態で一体形成される。
この際には、スリーブ３の外径Ｒ３２は、ソケット１の両端部６の内径Ｒ６よりも大きいので、スリーブ３に設けられたスリット８の間隔を小さく、すなわち、外径Ｒ３２を小さくしつつソケット１に挿入することで、スリーブ３をソケット１の拡径部５に確実に装着することができる。
また、装着後は、スリーブ３に設けられたスリット８の間隔が戻り、スリーブ３の外径Ｒ３２はソケット１の両端部６の内径Ｒ６よりも大きくなるので、当該スリーブ３の軸心方向の両端がソケット１の両端部６に引っ掛かることにより、スリーブ３及びヒータ２がソケット１から離脱してしまうことを良好に防止することができる（図３、図５参照）。
なお、例えば、スリーブ３自身が弾性力を生じるように構成することにより、スリット８の間隔を小さくしてソケット１の拡径部５に装着後、当該拡径部５内において、スリーブ３自身が有する弾性力により当該スリーブ３がソケット１に挿入される前の外径Ｒ３２若しくはソケット１の拡径部５の内径Ｒ５程度の外径にまで外径を復元し、当該スリーブ３により外径方向に、すなわちヒータ２及びソケット１に押圧力を付与して、これら部材をある程度密着固定し一体化を行うこともできる。この場合、このスリーブ３の弾性力は、熱可塑性樹脂の種類、加工の方法、スリット８の間隔、スリーブ３の厚さ等により適宜調整して設定することができる。
よって、ソケット１、ヒータ２、スリーブ３を別部材とすることにより、コストの低減を図ることができ、上記のように一体化した場合であっても、これら部材をある程度密着させたまま確実に固定することができる。

〔ＥＦ継手を用いたチューブの接合〕
次に、上記ＥＦ継手２０を用いて、２本のチューブ４を接続する方法について、図３から図７を用いて説明する。

まず、図３に示すように、ＥＦ継手２０の軸心方向の両端に、接合対象のチューブ４をそれぞれ挿入する。
この際には、図３、図５に示すように、ＥＦ継手２０には、ソケット１とヒータ２との間、ヒータ２とスリーブ３との間には僅かな隙間１１が形成されている場合があり、このような隙間１１はできるだけ無くし各部材を密着させることが好ましい。すなわち、できるだけ密着させることにより、ヒータ２によるソケット１やスリーブ３の溶融に必要な時間の短縮や余分なエネルギーを節減できるなど無駄を排除し、また、適切な融着を実現することが可能となる。
ここで、本願のＥＦ継手２０にあっては、図７（ａ）に示すように、ＥＦ継手２０の両端に挿入されたチューブ４は、まず、スリーブ３の内周面３ａを構成するテーパ面７に接触し、その後、内周面３ａに接触しつつ停止部１０に衝突して、所望の接合位置にまで案内される（図７（ｂ）参照）。この際には、テーパ面７はスリーブ３の端部に向かって拡径していることから、比較的容易にチューブ４の挿入が可能である。特に、図３に示すように、スリーブ３の両端部付近に設けられたテーパ面７の内径（図示せず）は、スリーブ３の内径Ｒ３１以上ソケット１の両端部６の内径Ｒ６以下に形成されており、さらに、チューブ４の外径Ｒ４も同様に、スリーブ３の内径Ｒ３１以上ソケット１の両端部６の内径Ｒ６以下となるように設定されている。したがって、テーパ面７において一番大径となる最端部の内径はＲ６であり、チューブ４の外径Ｒ４がこの内径Ｒ６よりも小さく設定されていると、チューブ４をＥＦ継手２０に挿入して当該テーパ面７に接触させることにより、当該チューブ４がスリーブ３を押し広げ、より容易に所望の接合位置まで案内することができる。
また、スリーブ３の内径Ｒ３１はチューブ４の外径Ｒ４以下、より好ましくは当該外径Ｒ４よりも若干小さく形成されているため、チューブ４がスリーブ３に挿入されると、チューブ４の外周面４ｂとスリーブ３の内周面３ａとが良好に密着することとなる。この際には、スリーブ３のスリット８の間隔が大きくなるので、チューブ４をスリーブ３に比較的容易に挿入することが可能である。
さらに、チューブ４の挿入に伴って、スリーブ３のスリット８の間隔が大きくなって当該スリーブ３の外径Ｒ３２が大きくなるので、スリーブ３の径方向外側にあるヒータ２及びソケット１を押圧して、上述したソケット１とヒータ２との間、ヒータ２とスリーブ３との間の隙間１１をできるだけ無くすことができ、各部材が良好に密着固定されることとなる（図４、図６、図７（ｂ）参照）。
したがって、上記のような隙間１１が存在する場合であっても、ヒータ２により加熱する前にチューブ４、スリーブ３、ヒータ２、ソケット１をできるだけ密着しておくことができ、効率よく各部材の溶融、融着を行うことができる（図４、図６、図７（ｂ）参照）。

次に、図４、図６、図７（ｂ）に示す状態において、端子９からヒータ２に所定時間通電を行いソケット１、スリーブ３、チューブ４を加熱して、これら部材を構成する熱可塑性樹脂を溶融する。この溶融によりソケット１の拡径部５の内周面１ａ、スリーブ３の全体、チューブ４の外周面４ｂがヒータ２の発熱体２ａを囲んだ概略楕円形状に溶融し、これらが発熱体２ａをソケット１とスリーブ３との間に挟んだまま融着されることとなる（図７（ｃ）参照）。この際には、各部材が密着された状態で溶融されるため比較的短時間で確実に融着することができる。また、各部材が同一の熱可塑性樹脂により形成されている場合には、各部材を一つのヒータ２により的確に溶融して確実に融着することができる。さらに、ソケット１の拡径部５における熱可塑性樹脂の径方向における厚みが、スリーブ３の熱可塑性樹脂の径方向における厚みよりも厚く構成されていることから、ソケット１の外周面１ｂ（ＥＦ継手２０の外周面）が溶融してしまうことは防止されている。加えて、ヒータが薄膜状に形成されているので、溶融部分が平面状に均一に拡大し、各部材を確実に融着できる状態となるまでの総エネルギー量を、従来のＥＦ継手を用いた場合と比較して低減することができる。なお、従来のＥＦ継手はニクロム線（コイル）が周方向に巻回された構成であり、溶融部分が各コイルを中心として同心円状に溶融が進み拡大していくことで各部材を融着できる状態となるため、確実に融着するまでには比較的多くのエネルギー量が必要となる。
なお、上記のように各部材が溶融する際には、各部材が溶融することで上記スリット８やテーパ面７により形成される隙間（図４、図７（ｃ）参照）も融着する。
したがって、ＥＦ継手２０とチューブ４とは確実に接合され、チューブ４同士を良好に接続することができ、当該チューブ４の内部を流通する流体が漏れ出てしまうことを確実に防止することができる。
よって、本願のＥＦ継手２０によれば、ＥＦ継手２０に挿入されたチューブ４の確実な接続を実現しつつ、ＥＦ継手２０の製造コストの低減を実現することができる。

ここで、２本のチューブ４を融着し接続（接合）する際に、ＥＦ継手として、薄膜状のエッチングヒータ（ヒータ２）を用いた本実施形態のＥＦ継手２０（本願に係る実施例）と、ニクロム線（コイル）が周方向に巻回されたヒータを熱可塑性樹脂に埋設した、従来のＥＦ継手（比較例）とを用いた場合について、それぞれ必要なエネルギー量を調べた。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。

〔実施例〕
具体的には、実施例として、本実施形態のＥＦ継手２０にチューブ４を挿入し、通常のエネルギー量（約４８０Ｗ）よりも比較的少ないエネルギー量（約１５０Ｗ）でエッチングヒータに通電を行った。通電は、ソケット１の径方向に貫通して設けられた貫通孔（図示せず）から外周面１ｂに出てくる、溶融した熱可塑性樹脂をインジケータとして、このインジケータが出るまでの時間（約２３ｓ間）行った。なお、インジケータが出た時点で、後述するようにＥＦ継手２０とチューブ４との融着は確実なものとなっている。
結果、表１に示すように、エネルギー量を１５０Ｗ、通電時間を２３ｓとして、ＥＦ継手２０により２本のチューブ４を融着し接続（接合）した際の総エネルギー量は、３．５ｋＪであった。なお、総エネルギー量（ｋＪ）は、エネルギー量（Ｗ）×通電時間（ｓ）にて算出した。

〔比較例〕
また、比較例としてのＥＦ継手にチューブ４を挿入し、通常のエネルギー量（約４８０Ｗ）でニクロム線（コイル）に通電を行った。上記と同様に、インジケータが当該ＥＦ継手の外周面に出てくるまでの時間（約１８ｓ間）行った。
結果、表１に示すように、エネルギー量を４８０Ｗ、通電時間を１８ｓとして、ＥＦ継手により２本のチューブ４を融着し接続（接合）した際の総エネルギー量は、８．６ｋＪであった。

２本のチューブ４がそれぞれ融着して確実に接合されたか否かは、上記通電が終了したそれぞれのＥＦ継手を冷却後、以下に示す、（ａ）融着面強度確認、（ｂ）耐圧強度確認、（ｃ）融着界面観察を行うことにより確認した。その結果、実施例、比較例ともに、確実に融着できていることが判った。
（ａ）の融着面強度確認は、ＥＦ継手とチューブとが融着し接続（接合）された状態で、当該ＥＦ継手とチューブとに軸心方向に荷重をかけて両者を分離し、当該分離が各部材の材料破壊により生じたものであるか否かを確認する。当該分離が材料破壊により生じたものであれば、融着面の融着強度は十分であるといえる。
（ｂ）の耐圧強度確認は、ＥＦ継手とチューブとが融着し接続（接合）された状態で、ＥＦ継手とチューブの内部に水圧をかけて破裂させ、破裂箇所が融着面か否かを確認する。当該破裂箇所が融着面に存在しなければ、融着面の融着強度は十分であるといえる。
（ｃ）の融着界面観察は、ＥＦ継手とチューブとが融着し接続（接合）された状態で、当該ＥＦ継手の軸心方向で切断して断面を観察し、ＥＦ継手とチューブとが確実に融着されているか否かを確認する。当該融着されている部分が、ＥＦ継手及びチューブにまで十分に到達していれば、融着面の融着強度は十分であるといえる。

上記表１の結果は、十分な融着強度で２本のチューブ４を融着し接続するために、比較例のＥＦ継手では、上記本願に係る実施例のＥＦ継手２０よりも比較的大きな総エネルギー量が必要であることを示している。
具体的には、本願に係るエッチングヒータ（ヒータ２）を用いたＥＦ継手２０では（実施例）、ヒータ２が薄膜状（平面状）に形成されているので、熱可塑性樹脂の溶融がヒータ２の発熱体２ａから平面状に均一に進み、各部材（ソケット１、ヒータ２、スリーブ３、チューブ４）が発熱体２ａを囲んで溶融した概略楕円形状部分が形成され、各部材が確実に融着される（図７（ｃ）参照）。すなわち、各部材を確実に融着できる程度の状態とするための概略楕円形状部分を形成するまでに、必要最小限のエネルギー量で各部材を融着することができる。このため、本願に係るＥＦ継手２０では、後述する比較例の場合と比較して、融着に必要な総エネルギー量が少なくて済んでいる。

一方、ニクロム線（コイル）が周方向に巻回された従来のＥＦ継手の場合では（比較例）、チューブを接続した状態（ＥＦ継手とチューブとが融着している状態）で軸心方向の断面（本願の図７に相当する断面）を分析したところ、上記実施形態と同様に、各部材（ＥＦ継手とチューブ）が複数のコイルを囲んで溶融した概略楕円形状部分が形成され、各部材が確実に融着されていた。しかしながら、この概略楕円形状部分は、各コイルが熱可塑性樹脂を溶融する際に各コイルを中心として同心円状に溶融が進み、この同心円状の溶融部分が複数のコイルにより複数形成され、拡大していくことで形成されている。したがって、当該比較例の概略楕円形状部分は、上記実施例のように溶融部分が平面状に均一に拡大することで形成されるものではないため、上記インジケータにより確実に各部材を融着したと判断できる状態となるまでには、比較的多くのエネルギー量が必要となる。
したがって、比較例では、実施例の場合と比して各部材を確実に融着するための総エネルギー量が増大しているものである。
また、比較例において、上記インジケータにより各部材を確実に融着したと判断できる状態となる概略楕円形状部分を形成するまでに、各コイルの周囲に同心円状に形成された比較的コイルに近い中心部付近では、円形の白く変色した溶融部分が形成されることが判明した。これは、中心部付近においては過剰にエネルギーが付与され、熱可塑性樹脂が劣化していることを示している。なお、上記実施例では、上記インジケータにより確実に各部材を融着したと判断できる状態となる概略楕円形状部分が形成された状態でも、比較例のような白く変色した溶融部分は発生していない。
よって、本願の薄膜状のエッチングヒータ（ヒータ２）を採用したＥＦ継手２０を用いて、チューブ４を接続した場合には、各部材を融着するための総エネルギー量を良好に低減できることが判明した。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、スリーブ３の外径を調節する外径調節手段としてのスリット８は、当該スリーブ３の軸心方向にわたって内周面３ａと外周面３ｂとを貫通し、スリーブ３の軸心方向に平行で、かつスリーブ３の径方向断面においてスリーブ３の中心に向かうように形成されたが、スリーブ３の外径を調節することができる構成であれば上記形状に限定されるものではなく、図８に示すように、スリーブ３の軸心方向にわたって内周面３ａと外周面３ｂとを貫通し、スリーブ３の軸心方向に平行で、かつスリーブ３の径方向断面においてスリーブ３の外径から中心に向かう直線に対し所定の角度傾いた状態のスリット８として形成することもできる。
また、上記と同様に、図９に示すように、スリーブ３の軸心方向にわたって内周面３ａと外周面３ｂとを貫通し、スリーブ３の軸心方向に対し蛇行し、かつスリーブの径方向断面においてスリーブ３の中心に向かうスリット８として形成することもできる。
さらに、外径調節手段としては、スリーブ３の外径を良好に調整できる手段であれば、特に制限されない。例えば、エラストマー等の弾性部材によりスリーブ３を構成することでも、外径を調整可能にすることができる。

（２）上記実施形態では、ＥＦ継手２０の両端に２つのチューブ４を接続する例を示したが、これに限らず、ＥＦ継手２０の一端側を上記実施形態と同様にチューブ４（第１管状体の一例）を接合可能に設け、他端側を給湯器等のねじ部や金属製のニップル等（第２管状体の一例）と螺合可能若しくは接続可能に設けることもできる。

（３）上記実施形態では、チューブ４として全てが熱可塑性樹脂からなるチューブを用いたが、これに限らずホース等、少なくとも外周面が熱可塑性樹脂で形成されるものであれば、ＥＦ継手２０により良好に接合することが可能である。

（４）上記実施形態では、ソケット１として全てが熱可塑性樹脂からなるソケットを用いたが、これに限らず、少なくとも内周面が熱可塑性樹脂で形成されるソケットであれば、ＥＦ継手２０に良好に用いることができる。

（５）上記実施形態では、薄膜状のヒータ２としてフィルムコートしたヒータを用いたが、ソケット１とスリーブ３との間に容易に設けることができる構成であれば、特に制限されず、フィルムコートしないヒータを用いることもできる。

（６）ソケット１とスリーブ３とチューブ４とは同一の熱可塑性樹脂に限らず、異なる種類の熱可塑性樹脂を用いることもできる。

本発明に係るＥＦ継手は、挿入された管状体の確実な接続を実現しつつ、製造コストの低減を実現し得る技術として有効に利用可能である。

本願に係るＥＦ継手とチューブの分解斜視図 本願に係るヒータの平面図 チューブがＥＦ継手に挿入される前の状態でのＥＦ継手の縦断面図 チューブが所定位置までＥＦ継手に挿入された状態でのＥＦ継手の縦断面図 図３におけるV−V断面図 図４におけるVI−VI断面図 （ａ）ＥＦ継手にチューブを挿入する前の状態示す部分縦断面図、（ｂ）ＥＦ継手にチューブを挿入した後の状態示す部分縦断面図、（ｃ）ヒータにより加熱した後のＥＦ継手の状態示す部分縦断面図 本願の別実施形態に係るスリーブのスリットを示す平断面図 本願の別実施形態に係るスリーブのスリットを示す斜視図

符号の説明

１： ソケット（第１筒状体）
１ａ：ソケットの内周面
１ｂ：ソケットの外周面
２： ヒータ
３： スリーブ（第２筒状体）
３ａ：スリーブの内周面
３ｂ：スリーブの外周面
４： チューブ（第１管状体、第２管状体）
４ａ：チューブの内周面
４ｂ：チューブの外周面
５： 拡径部
６： 両端部
７： テーパ面
８： スリット（外径調節手段）
２０：エレクトロフュージョン継手（ＥＦ継手）
Ｓ： 空間

Claims (7)

1. 少なくとも外周面を熱可塑性樹脂で形成した第１管状体を、第２管状体と接続するエレクトロフュージョン継手であって、
   少なくとも内周面が熱可塑性樹脂で形成され、内周面に両端部の内径よりも大きな内径を有する拡径部を備える第１筒状体と、
   熱可塑性樹脂からなり、前記拡径部に装着されるとともに、内周面において少なくとも前記第１管状体の外周面と接合可能な第２筒状体と、
   前記第１筒状体の内周面と前記第２筒状体の外周面との間に設けられる薄膜状のヒータとを備え、
   前記第２筒状体の外径を前記第１筒状体の両端部の内径よりも大きく構成し、
   前記第２筒状体に、その外径の寸法を調節し、当該第２筒状体を前記第１筒状体に挿入可能とする外径調節手段を設けたエレクトロフュージョン継手。
2. 前記外径調節手段は、前記第２筒状体の外周面に軸心方向の全部にわたって設けられたスリットである請求項１に記載のエレクトロフュージョン継手。
3. 前記第２筒状体の内径を、前記第１管状体の外径以下に形成する請求項１又は２に記載のエレクトロフュージョン継手。
4. 前記第２筒状体の内周面に、少なくとも一方の端部に向かって内径が拡径するテーパ面を設けた請求項１から３の何れか一項に記載のエレクトロフュージョン継手。
5. 前記第１筒状体の拡径部における径方向の厚みが、前記第２筒状体の径方向の厚みよりも厚く形成されている請求項１から４の何れか一項に記載のエレクトロフュージョン継手。
6. 前記第１筒状体の内周面と前記第２筒状体とが、同一の熱可塑性樹脂からなる請求項１から５の何れか一項に記載のエレクトロフュージョン継手。
7. 前記薄膜状のヒータがフィルムコートされてなる請求項１から６の何れか一項に記載のエレクトロフュージョン継手。

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