JP5654724B2 - 融着継手 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製の管を融着によって接続する融着継手に関するものである。

近年、上水道管や下水道管やガス管として、樹脂管を用いる場合が多い。この樹脂管を現場において接続する継手として、融着継手が普及している。

この融着継手は、樹脂製の本体部に内挿される管との接合面の近傍に電熱線を埋設し、この電熱線に通電することによって接合面近傍を加熱して、融着継手と内挿される管とを溶融させて管を接続するものである。

一方、この融着継手では、図６に示すように、埋設された電熱線１７を電源コネクタが差し込まれる端子ピン１２に接続する際に、コイル状に埋設した電熱線１７を急に屈曲して立ち上げるため、この屈曲部１７ａ近傍で電熱線１７が断線したり、通電時に電熱線が移動する引き金になって、隣接する電熱線同士がショートする可能性があった。

特に、本体部の肉厚が薄い小口径の融着継手で発生しやすかった。

この問題を解決するために、例えば特許文献１では、端子ピンを取付箇所における法線に対して傾斜させることで、電熱線の屈曲部の角度を緩やかにして断線を防止している。
特開２００２−２４３０８６号公報

しかしながら、前記した特許文献１では、小口径の融着継手のように本体部の肉厚が薄くなるにつれて傾斜を大きくとる必要があり、本体部の肉厚がきわめて薄くなると端子ピンを配置できない場合があった。

そこで、本発明は、本体部の肉厚が薄い小口径の融着継手の場合にも、断線や通電時のショートをさせずに端子ピンを配置できる融着継手を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の融着継手は、
樹脂製の本体部と、前記本体部における内挿される管との接合面近傍に埋設される電熱線と、
前記電熱線の端部に屈曲部を有して接続される接続部および電源コネクタが差し込まれる差込部並びに前記接続部と差込部との間に位置して前記電源コネクタの先端部が上面に当接可能な鍔部を有して前記本体部に突設される端子ピンと、
前記本体部から突出して前記差込部を保護するとともに前記電源コネクタが内外両面に嵌合可能な端子カバー部と、を備える融着継手において、
前記接続部の位置を、電熱線の屈曲部に断線を生じない曲げ形状が得られる高さとすることによって、前記鍔部の上面が、前記本体部の外周面よりも外側に位置するように配設され、
前記端子カバー部が、
前記鍔部の上面の位置から前記差込部よりも高く延びて前記差込部を保護する部分と、
前記鍔部の上面の位置から融着管理用タグの厚み分だけ下側へ延びて融着管理用タグを嵌合可能な部分と、を有する円筒部と、
該円筒部の融着管理用タグを嵌合する部分から前記本体部にかけて、両者の間に形成され、前記円筒部よりも拡径されることで前記融着管理用タグが嵌合できない形状を有して円筒部の付け根を補強する補強部と、を有し、
前記本体部と前記端子カバー部と前記補強部とは、同一の樹脂によって一体に形成されたことを特徴とする。

さらに、前記補強部は、前記端子カバー部の円筒部の付け根の径が拡大されて拡径円柱状に形成される構成とすることができる。

そして、前記補強部は、前記端子カバー部の円筒部の付け根の径が徐々に拡大されてテーパー状に形成される構成とすることができる。

このように、本発明の融着継手は、
前記接続部の位置を、電熱線の屈曲部に断線を生じない曲げ形状が得られる高さとすることによって、前記鍔部の上面が、前記本体部の外周面よりも外側に位置するように配設されている。
前記端子カバー部が、
前記鍔部の上面の位置から前記差込部よりも高く延びて前記差込部を保護する部分と、前記鍔部の上面の位置から融着管理用タグの厚み分だけ下側へ延びて融着管理用タグを嵌合可能な部分と、を有する円筒部と、
該円筒部の融着管理用タグを嵌合する部分から前記本体部にかけて、両者の間に形成され、前記円筒部よりも拡径されることで前記融着管理用タグが嵌合できない形状を有して円筒部の付け根を補強する補強部と、を有するものとされている。
前記本体部と前記端子カバー部と前記補強部とは、同一の樹脂によって一体に形成されている。

このため、本体部を、肉厚が薄い小口径のものとした場合でも、端子カバー部の強度を損なうことなく、差込部に繋がっている端子ピンの接続部の位置を高くし、電熱線の屈曲部の角度を緩やかにして断線を防止できる。

円筒部に、前記鍔部の上面の位置から融着管理用タグの厚み分だけ下側へ延びて融着管理用タグを嵌合する部分を設けることにより、円筒部に着管理用タグを嵌合した状態で、電源コネクタを装着する場合に、電源コネクタの端子ピンに対する差し込み量が浅くなってしまうのを防止することができる。

さらに、補強部を、端子カバー部の付け根の径を拡大して拡径円柱状に形成することで、簡単な構成によって、使用樹脂量をほとんど増やすことなく、端子カバー部を補強できる。

同様に、補強部を、端子カバー部の付け根の径を徐々に拡大してテーパー状に形成することで、簡単な構成によって、使用樹脂量をほとんど増やすことなく、端子カバー部を補強できる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図２を用いて本発明の融着継手１を備える融着構造Ｃの全体構成を説明する。

本発明の融着構造Ｃは、図２に示すように、管３１，３２と、この管３１，３２を融着して接続する融着継手１と、を備えている。

この管３１，３２は、合成樹脂によって円筒状に形成されるものであり、合成樹脂としては、一般的にはポリエチレンを用いることができる。

そして、この管３１，３２の外径は、融着継手１の内径と略同一に形成されており、その端部３１１，３２１が融着継手１に嵌め合わされて融着して接続される。

また、本実施の形態の融着継手１は、接続される管３１，３２と同一材料などの溶融性の高い合成樹脂によって形成されるもので、図１，２に示すように、円筒状に形成される本体部１０と、本体部１０の側面に突設された端子カバー部１１，１１と、端子カバー部１１，１１に保護された端子ピン１２，１２と、本体部１０に埋め込まれた電熱線１７と、を備えている。

端子カバー部１１は、後述する端子ピン１２の差込部１２３を保護する円筒部１１０と、この円筒部１１０の付け根に円筒部１１０よりも径が拡大された拡径円柱状の補強部１１１と、を備えている。

円筒部１１０の突出方向の高さは、差込部１２３の高さよりも高く形成されているとともに、内径は差込部１２３の外径よりも大きく形成されているため、差込部１２３の側面や上面に物などが当たらないように保護している。

また、拡径円柱状の補強部１１１は、端子カバー部１１の付け根を補強するための補強部として設けられるもので、端子カバー部１１の円筒部１１０の外径よりも外径の大きい円柱状に形成されている。

さらに、この拡径円柱状の補強部１１１の本体部１０の外周面からの突出高さｈ上面は、融着継手１の本体部１０の肉厚が薄い場合には高く形成され、ある程度厚い場合には低く形成されている。

そして、後述するように、この拡径円柱状の補強部１１１の突出高さｈ上面の位置よりも融着管理用タグの厚み分だけ高い位置に端子ピン１２の差込部１２３の基部である鍔部１２２の上面が位置するように端子カバー部１１に埋設されている（図３参照）。

加えて、この端子カバー部１１の円筒部１１０の内径および外径は、電源コネクタとしての融着装置のコネクタ（不図示）に嵌合するように決められているため、接続される管３１，３２の樹脂の特性や、口径や肉厚などによらず、一定の大きさとなっている。

また、端子ピン１２は、導電性のある金属によって、差込部１２３と、鍔部１２２と、接続部１２１と、を一体に備えた棒状に形成されている。

この差込部１２３の長さ及び径は、融着装置のコネクタ（不図示）に合わせて決められているため、接続される管３１，３２の樹脂の特性や、口径や肉厚などによらず、一定の大きさとなっている。

さらに、鍔部１２２は、差込部１２３の基部１２３ａに鍔状に設けられるもので、端子カバー部１１の円筒部１１０の底に埋設されて、端子ピン１２が直立するように支持している。

加えて、この鍔部１２２は、差込部１２３に融着装置のコネクタが接続される際には、コネクタの先端に当接することで、差込部１２３の基部１２３ａまでコネクタが接続されているかどうか確認できるように形成されている。

また、差込部１２３の基部１２３ａに位置する鍔部１２２の上面は、上記した拡径円柱状の補強部１１１の突出高さ上面ｈ位置よりも高く位置している。

そして、接続部１２１は、鍔部１２２の差込部１２３が突設された面の反対側の面に突設されるもので、電熱線１７を挟持して固定できるように、円筒状に形成されている。

このように、この接続部１２１は、本体部１０に埋設された電熱線１７を挟持することによって電熱線１７と接続されており、端子ピン１２，１２に電源コネクタとしての融着装置のコネクタを接続することで、電熱線１７に通電できるように形成されている。

さらに、電熱線１７は、ニクロム線や銅ニッケル線、鉄クロム線を用いることができ、本体部１０に内挿される管３１，３２との接合面１０１の近傍にらせん状に巻かれて埋設されている。

したがって、融着の際には、この電熱線１７の周辺の本体部１０を構成する樹脂や、内挿される管３１，３２の樹脂が通電加熱溶融することで一体化し、一方の管３１と他方の管３２とを接続することができる。

そして、この電熱線１７の両端は、上記した端子ピン１２，１２の接続部１２１，１２１に挟持されるようにして接続されている。

ここにおいて、図３に示すように、この端子ピン１２の接続部１２１は、拡径円柱状の補強部１１１の突出高さｈ上面以上、本体部１０の接合面１０１から離れることとなるため、電熱線１７が接続部１２１に接続される箇所近傍の屈曲部１７ａの曲げ角度が緩やかになっている。

次に、本実施の形態の融着継手１の製造方法について、図４を用いて説明する。

まず、金型４の内面コア金型４１，４２に被覆層を有する電熱線１７をらせん状に巻きつける。

この被覆層は、電熱線１７の外面を覆うように形成されるもので、融着継手１の本体部１０を構成する樹脂と相溶性に優れた樹脂が用いられるが、裸の素線でも構わない。

次に、この電熱線１７の被覆層を除去した端部を、電極位置決め治具４３，４３に把持された端子ピン１２，１２の接続部１２１に挟み込み、かしめ工具などによって締付けて固定する。

ここにおいて、電熱線１７は、内面コア金型４１，４２の円周方向から径方向へと配設される方向を大きく変えるため、電熱線１７の接続部１２１に対する取付箇所の近傍で大きく屈曲されることとなる。

つづいて、この内面コア金型４１，４２と外側を覆う外面金型４４との間に、溶融された樹脂を所定の圧力をかけて射出成形し、本体部１０と端子カバー部１１と補強部１１１とを、同一の樹脂によって一体に形成する。

最後に、外面金型４４を取り外し、内面コア金型４１，４２を抜いて、融着継手１が完成する。

次に、本実施の形態の融着継手１の作用について説明する。

このように、本発明の融着継手１では、差込部１２３の基部１２３ａは、本体部１０の外周面よりも外側に位置するように配設されるとともに、端子カバー部１１の付け根には、付け根を補強する拡径円柱状の補強部１１１が設けられている。

このため、本体部１０を、肉厚が薄い小口径のものとした場合でも、端子カバー部１１の強度を損なうことなく、差込部１２３に繋がっている端子ピン１２の接続部１２１の位置を高くして、電熱線１７の屈曲部１７ａの屈曲する角度を緩やかにして断線を防止できる。

つまり、従来は、図６に示すように、本体部１０の厚さが薄い場合には、端子ピン１２の接続部１２１が本体部１０の接合面１０１に近くなってしまうため、電熱線１７が接続部１２１に接続される箇所近傍の屈曲部１７ａの曲げ角度が略直角になってしまっていた。

そうすると、端子ピン１２を本体部１０の外周面よりも突出して配設すればよいが、この場合には、端子ピン１２及び端子カバー部１１の突出量が増えることで弱い構造となっていた。

これに対して、本実施の形態の融着継手１では、図３に示すように、拡径円柱状の補強部１１１を設けつつ、接続部１２１の位置を本体部１０の内側の接合面１０１から離してやることで、強度を損なうことなく屈曲部１７ａの曲げ角度を緩やかにすることができる。

そして、このように電熱線１７の屈曲部１７ａの曲げ角度を緩やかにすることで、本体部の肉厚が薄い小口径の融着継手の場合でも、断線や通電時の電熱線のショートをさせずに端子ピン１２，１２を配置できる融着継手１を提供できる。

また、差込部１２３の基部１２３ａは、拡径円柱状の補強部１１１の本体部１０からの突出高さｈ上面位置よりも高い位置に設けられることで、差込部１２３の基部１２３ａまで融着装置のコネクタを差し込むことができる。

すなわち、融着の際には、端子ピン１２及び端子カバー部１１に融着装置の電源が繋がれたコネクタが嵌め合わされて通電されるが、この通電の際には、コネクタを奥まで差し込む必要がある。

しかしながら、差込部１２３の基部１２３ａが拡径円柱状の補強部１１１の突出高さｈ上面よりも低い位置にあると、コネクタが拡径円柱状の補強部１１１に先に当接してしまって、奥まで差し込むことができない。

これに対して、本実施の形態のように、差込部１２３の基部１２３ａが拡径円柱状の補強部１１１の本体部１０からの突出高さｈ上面位置よりも高い位置に設けられていれば、コネクタが差込部１２３の基部１２３ａの鍔部１２２に先に当接するため、奥まで差し込むことができる。

また、補強部として、端子カバー部１１の円筒部１１０の付け根の径を拡大して拡径円柱状の補強部１１１を形成することで、簡単な構成によって、使用する樹脂量をほとんど増やすことなく、端子カバー部１１を補強できる。

つまり、本来、挿入される管３１，３２の肉厚が薄い場合には、これを接続する融着継手の本体部の肉厚も、これと同等に薄く形成すればよいが、断線や通電時の電熱線のショートによって融着不良を生じる可能性があったため、融着継手の本体部の肉厚を全体的に厚くしてこれを防止していた。

一方、本実施の形態の融着継手１では、融着継手１の本体部の肉厚を全体的に厚くするのではなく、端子カバー部１１，１１の付け根を補強することで、上記の不具合を防止している。

したがって、継手としての性能上の必要を超えて使用する樹脂量を増やすことなく、融着継手１を形成することができる。加えて、このように使用する樹脂量を抑制することで、樹脂が冷却した場合のヒケを最小限に抑制することもできる。

そして、この補強部として端子カバー部１１の付け根に拡径円柱状の補強部１１１を形成することで、円筒状の端子カバー部１１の外周を均一に補強することができる。

さらに、本実施の形態の端子カバー部１１は、本体部１０の外周面に略直角に突設されているため、斜めに傾斜して取り付けられている場合に比べると、突出量も大きく、直立性も良好なため、コネクタを接続しやすい。

また、差込部１２３の基部１２３ａが拡径円柱状の補強部１１１の本体部１０からの突出高さｈ上面の位置よりも融着管理用タグの厚み分だけ高い位置で端子カバー部１１に埋設されていれば、円筒部１１０に融着管理用タグ（不図示）を嵌め合わせても、コネクタを当接させることができる。

つまり、融着の条件が記録された融着管理用タグは、端子カバー部１１（の円筒部１１０）に嵌合するようにして取り付けられることが多いが、差込部１２３の基部１２３ａ（鍔部１２２の上面）を基準にして、融着管理用タグの厚み分だけ円筒部１１０を下側へ延ばす（即ち、鍔部１２２の上面を補強部１１１の突出高さｈ上面よりも高い位置に位置させる）ことで、端子カバー部１１の円筒部１１０に融着管理用タグを嵌合させたままで融着装置の電源コネクタを装着する場合に、電源コネクタの端子ピン１２に対する差し込み量が浅くなってしまうのを防止することができる。

さらに、融着継手１を射出成型によって製造する場合には、拡径円柱状の補強部１１１を設けることによって、この拡径円柱状の補強部１１１を通じて円筒部１１０に樹脂が回り込むため、成型作業性を向上させることができる。このように、端子カバー部１１の円筒部１１０への樹脂の回り込みを改善することで、射出成型時の圧力管理が容易となる。

以下、図５を用いて、前記実施の形態とは別の形態の端子カバー部１１Ａを備える融着継手１Ａについて説明する。

なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、本実施例の融着継手１Ａは、円筒状に形成される本体部１０と、本体部１０の外周面に突設された端子カバー部１１Ａと、端子カバー部１１Ａに保護された端子ピン１２と、本体部１０に埋め込まれた電熱線１７と、を備えている。

この端子カバー部１１Ａは、後述する端子ピン１２の差込部１２３を保護する円筒部１１０と、この円筒部１１０の付け根の径が徐々に拡大されたテーパー状の補強部１１２と、を備えている。

テーパー状の補強部１１２は、端子カバー部１１Ａの付け根を補強するための補強部として設けられるもので、端子カバー部１１Ａの円筒部１１０の外径が、本体部１０に向かって直線的に漸増していくことでテーパー状に形成されて、円筒部１１０の付け根において先端を切り落とされた円錐状に形成されている。

次に、作用について説明すると、本実施例の融着継手１Ａでは、端子カバー部１１Ａの付け根の径が徐々に拡大されてテーパー状に形成されることで、簡単な構成によって、使用樹脂量をほとんど増やすことなく、端子カバー部１１Ａを補強できる。

加えて、テーパー状の補強部１１２の外面に隅角部が形成されないことで、端子カバー部１１Ａに外力が加わって曲げられても弱点となる部分がないため、長期的な耐力が優れており、ライフサイクルコストを低減することができる。

さらに、融着継手１Ａを射出成型によって製造する場合には、テーパー状の補強部１１２を設けることによって、このテーパー状の補強部１１２を通じて円筒部１１０に樹脂が回り込むため、成型作業性を向上させることができる。

ここにおいて、本実施例のようにテーパー状の補強部１１２とすることで、前記した実施の形態よりもさらに樹脂の回り込みを向上させることができる。

このように、端子カバー部１１Ａの円筒部１１０への樹脂の回り込みを改善することで、射出成型時の圧力管理が容易となる。

なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、本実施の形態及び実施例では、補強部が拡径円柱状やテーパー状に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、円筒部１１０の外面に設けられるブラケット状など、補強部はどのような形状であってもよい。

また、本実施の形態及び実施例では、端子ピン１２の差込部１２３の基部１２３ａが補強部の突出高さｈ上面よりも高い位置に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、差込部１２３を長くすれば、突出高さ上面ｈより低い位置に形成されるものであってもよい。

本発明の最良の実施の形態の融着継手の構成を説明する斜視図である。 本発明の最良の実施の形態の融着継手を備える融着構造の全体構成を説明する断面図である。 本発明の最良の実施の形態の端子カバー部の構成を拡大して説明する断面図である。 融着継手を製造するための金型の構成を説明する断面図である。 本発明の実施例の端子カバー部の構成を拡大して説明する断面図である。 従来の端子カバー部の構成を拡大して説明する断面図である。

符号の説明

Ｃ 融着構造
ｈ 突出高さ
１，１Ａ 融着継手
１０ 本体部
１０１ 接合面
１１，１１Ａ 端子カバー部
１１０ 円筒部
１１１ 拡径円柱状の補強部
１１２ テーパー状の補強部
１２ 端子ピン
１２１ 接続部
１２２ 鍔部
１２３ 差込部
１２３ａ 基部
１７ 電熱線
１７ａ 屈曲部
３１，３２ 管

Claims (3)

1. 樹脂製の本体部と、前記本体部における内挿される管との接合面近傍に埋設される電熱線と、
   前記電熱線の端部に屈曲部を有して接続される接続部および電源コネクタが差し込まれる差込部並びに前記接続部と差込部との間に位置して前記電源コネクタの先端部が上面に当接可能な鍔部を有して前記本体部に突設される端子ピンと、
   前記本体部から突出して前記差込部を保護するとともに前記電源コネクタが内外両面に嵌合可能な端子カバー部と、を備える融着継手において、
   前記接続部の位置を、電熱線の屈曲部に断線を生じない曲げ形状が得られる高さとすることによって、前記鍔部の上面が、前記本体部の外周面よりも外側に位置するように配設され、
   前記端子カバー部が、
   前記鍔部の上面の位置から前記差込部よりも高く延びて前記差込部を保護する部分と、前記鍔部の上面の位置から融着管理用タグの厚み分だけ下側へ延びて融着管理用タグを嵌合可能な部分と、を有する円筒部と、
   該円筒部の融着管理用タグを嵌合する部分から前記本体部にかけて、両者の間に形成され、前記円筒部よりも拡径されることで前記融着管理用タグが嵌合できない形状を有して円筒部の付け根を補強する補強部と、を有し、
   前記本体部と前記端子カバー部と前記補強部とは、同一の樹脂によって一体に形成されたことを特徴とする融着継手。
2. 前記補強部は、前記端子カバー部の円筒部の付け根の径が拡大されて拡径円柱状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の融着継手。
3. 前記補強部は、前記端子カバー部の円筒部の付け根の径が徐々に拡大されてテーパー状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の融着継手。

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