JP6921588B2

JP6921588B2 - 樹脂管同士の仮固定構造

Info

Publication number: JP6921588B2
Application number: JP2017072629A
Authority: JP
Inventors: 水川　賢司; 賢司水川
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018173147A

Description

本発明は、樹脂管同士の仮固定構造に関する。

従来、ポリエチレン等の樹脂からなる熱可塑性樹脂管は、耐震性、柔軟性、耐蝕性を有することから、ガス管、用水管、排水管等に広く用いられている。熱可塑性樹脂管（以下、単に「樹脂管」という場合がある）の接続には電気融着継手が多く用いられている。

具体的には、電気融着継手は、熱可塑性樹脂製の継手本体と、継手本体の内周側の融着界面内に埋設された電熱線等の発熱体と、発熱体に接続されて継手本体の外面に起立する端子ピンを有する端子部と、を備えている。電気融着継手を用いて樹脂管同士を接合する際には、電気融着継手の継手本体の端部に設けられた受け口に接続対象の樹脂管を挿入した状態で、端子ピンに接続した電源コードを通じて電熱線に通電することで発熱体を発熱させる。これにより、発熱体の周囲の受け口の内周面の樹脂及び各樹脂管の外表面層を溶融させ、電気融着継手と樹脂管とを接続する。

上述のように、電気融着継手を用いて樹脂管同士を接合する際には、ＥＦ継手への通電及び融着部の養生期間中に接合すべき樹脂管の位置や角度がずれないように樹脂管同士の相対位置を固定可能な治具が必要である（図１参照）。このような治具としては、例えばクランプが挙げられる。

電気融着継手（以下、ＥＦ継手という場合がある）を用いて樹脂管同士をクランプで固定して電気融着する際には、管同士の所謂芯出しが行われる。芯出しが行われずに樹脂管同士が電気融着されると、樹脂管同士が斜めに接合されることになり、融着不良が発生するので、好ましくない。

上述のようなクランプとしては、例えば、特許文献１には、略同一形状をなす上下二つのクランプ部材を具備するＥＦ継手用クランプ（クランプ）が開示されている。各クランプ部材は、直線状の基部と、該基部の両端から直角に延び且つ互いに異なる所定長さを有する二つの腕部と、該腕部の先端から内側方向に直角に延びた第二の腕部と、前記基部のほぼ中央に設けられたレバーとを有している。各クランプ部材は、前述のレバーの根本近傍でヒンジピンにより互いに開閉可能に結合され、且つ前記腕部と第二の腕部にそれぞれ所定径のプラスチック管を保持することができる半円形の凹部が形成されている。上方のクランプ部材のレバーには、二つのクランプ部材を閉じることができる締め付け手段が設けられている。

また、特許文献２には、継手本体と樹脂管との接続部分を径方向の外側から挟持する半割保持部を備えたＥＦ継手用クランプが開示されている。一方の半割保持部１Ａの接合面には、突出ピンが設けられ、他方の半割保持部の接合面には、突出ピンが嵌入される雌継手が設けられている。突出ピンは雌継手に嵌入された状態で、半割保持部同士が接続部分を挟持した状態で接合される一方、突出ピンは雌継手に嵌入された状態で、突出ピンの抜け出し方向への移動が規制されている。

特開平９−０４２５５３号公報特開２０１５−１９６２６０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているＥＦ継手用クランプはアルミニウム等の金属製なので高価であり、使い捨てとするには経済的に困難である。また、特許文献１に開示されているＥＦ継手用クランプは、ＥＦ継手の両側の樹脂管の外周面を掴むように構成されているので、少なくともＥＦ継手に比べてクランプの軸線方向における寸法が大きくなり、大型であるため、狭いスペースで施工を行うことは困難であるという問題もあった。

一方、特許文献２に開示されているＥＦ継手用クランプでは、樹脂管とＥＦ継手との接続部分の外周面を掴んだ状態で一定の引抜力（即ち、ＥＦ継手から樹脂管を引く抜く力であって、ＥＦ継手に樹脂管を留める力）が求められるため、クランプの軸方向に沿った寸法が長くなり、且つ剛性の大きいものが求められる。そのため、狭いスペースで施工を行うことが困難であるという問題があった。また、特許文献２に開示されているＥＦ継手用クランプでは、製造時に使用する樹脂の量が多くなるため、経済性に劣るという問題もあった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ＥＦ融着時の芯出し機能及び引抜力を有し、クランプの小型化を図ることができると共に、経済性に優れ、使い捨て可能な樹脂管同士の仮固定構造を提供する。

本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造は、樹脂管同士の電気融着時に用いられ、通電及び養生期間中に前記樹脂管同士を仮固定する電気融着継手及びクランプからなる樹脂管同士の仮固定構造であって、前記樹脂管を嵌入可能な受け口を複数有する電気融着継手と、前記受け口に嵌入された前記樹脂管と前記電気融着継手との接続部分を径方向の外側から保持可能に構成された一対の半割保持部を有するクランプと、を備え、前記電気融着継手において、前記受け口に嵌入された前記樹脂管に当接する融着部に電熱線が埋設され、前記受け口の外周面には、前記電気融着継手の軸線方向の中心側から外端側に向かうに従って窄まるように形成された第一テーパー部と、被係合部が形成され、前記クランプにおいて、前記一対の半割保持部の内周面には前記第一テーパー部に当接可能に形成された第二テーパー部と、前記被係合部に係合可能な係合部が形成されていることを特徴とする。

上述の構成によれば、電気融着時に受け口に嵌入された樹脂管と電気融着継手（ＥＦ継手）との接続部分を径方向の外側からクランプの一対の半割保持部で保持した際に、第一テーパー部に第二テーパー部が当接し、樹脂管同士の芯出しが容易に可能となる。また、被係合部に係合部が係合することで、引抜力を大きくすることができる。したがって、クランプの軸方向の長さの短縮、及びクランプの小型化が容易に図られる。また、電気融着継手及びクランプは樹脂製なので、経済性に優れ、使い捨て可能となる。

上述の樹脂管同士の仮固定構造において、前記一対の半割保持部のそれぞれにはボルト挿通部またはネジ孔が形成され、前記ボルト挿通部にボルトを挿通すると共にナットで前記ボルトを止めること、または前記ネジ孔にネジ部材を螺合することにより前記一対の半割保持部のうち一方の半割保持部を他方の半割保持部に固定可能とされていてもよい。

上述の構成によれば、ボルト及びナット、またはネジ部材で一対の半割保持部が連結可能とされているので、一対の半割保持部を電気ドリル等によって容易に且つ迅速に連結可能となる。

上述の樹脂管同士の仮固定構造において、前記第一テーパー部及び前記被係合部は、前記軸線方向において前記融着部には重ならずに前記融着部より端部側に形成されていてもよい。

上述の構成によれば、第一テーパー部及び被係合部が所謂コールドゾーンに配置されているので、第一テーパー部及び被係合部が融着部の高温化の影響を受けずに済み、第一テーパー部と第二テーパー部との接合や被係合部と係合部との接合を確実に防止可能となる。

本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造によれば、ＥＦ融着時の芯出し機能及び引抜力が得られ、クランプの軸方向の長さを短くする、且つクランプの外径を小さくすることができると共に、経済性を高め、使い捨て可能とすることができる。

ＥＦ継手を用いて接続された樹脂管を示す側面図である。本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造の一実施形態の側面図及び側方から見た部分断面図である。本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造の一実施形態の上方から見た部分断面図である。本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造のＥＦ継手の一実施形態の側面図である。本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造のクランプの一実施形態の平面図である。本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造のクランプの一実施形態の正面図である。

以下、本発明に係る樹脂管同士の仮固定構造の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。

図２から図４に示すように、本発明を適用した一実施形態の樹脂管同士の仮固定構造（以下、単に「仮固定構造」という場合がある）５０は、樹脂管５，５同士の電気融着時に用いられ、通電及び養生期間中に樹脂管５，５同士を仮固定するＥＦ継手（電気融着継手）１及びクランプ６０からなる仮固定構造である。

ＥＦ継手１は、少なくとも複数（図２では二本）の樹脂管５，５を加熱により融着することで接続するＥＦ継手であって、複数（図２では二つ）の受け口７，７を有する樹脂製の継手本体２と、各受け口７に嵌入された樹脂管５に当接する受け口７の融着部Ｍに埋設された電熱線３ｈを備えている。

ＥＦ継手１は、ソケットであり、上述の構成に加えて、樹脂管５，５との融着を行うためのターミナル部１０と、インジケータ１３と、を備えている。

継手本体２は、接続対象の樹脂管５，５を内嵌させるための円筒状の部材である。継手本体２の内周面２ａ側には、ニクロム線等の電熱線３ｈが埋設されている。電熱線３ｈは、継手本体２の内周面２ａに接するように、継手本体２の軸線方向に沿って（即ち、軸線方向を中心として）螺旋状に且つ連続して巻き回されている。なお、電熱線３ｈは、金属を含み、ＥＦ継手１の外部から電波が照射された際に誘導電流を発生可能であれば、特に限定されない。

融着部Ｍは、電熱線３ｈが巻き回され、電熱線３ｈに通電が行われた際に周囲よりも高温になり得る部分である。

受け口７の外周面には、Ｊ方向に沿って継手本体２の中心側から外端側に向かうに従って径方向に窄まるように形成された第一テーパー部４４と、被係合部４６が形成されている。第一テーパー部４４及び被係合部４６は、受け口７の外周面の周方向全体に亘って形成されている。第一テーパー部４４のＪ方向に対する傾斜角度は特に限定されないが、仮固定構造５０の芯出し機能を充分に発揮させる観点から、例えば１５°以上７５°以下であることが好ましい。

第一テーパー部４４及び被係合部４６は、Ｊ方向において融着部Ｍには重ならずに融着部Ｍより端部側（即ち、継手本体２の両端側）の所謂コールドゾーンに形成されている。また、被係合部４６は、Ｊ方向において第一テーパー部４４より継手本体２の両端側に形成されている。

被係合部４６は、継手本体２の径方向の内側に凹む溝である。被係合部４６における外周面２ｂからの深さは特に限定されないが、仮固定構造５０の引抜力を充分に発揮させる観点から、例えば継手本体２の外径をＤとすると、０．２２Ｄｍｍ以上であることが好ましい。
上記被係合部４６の溝の最小深さを規定する方法は、例えば以下の通りである。
管の自重＝π・Ｄ（ｍ）・ｔ（ｍ）・５（ｍ）・９５０ｋｇｆ／ｍ^３
ｔ＝Ｄ／１１（ＳＤＲ１１より）＝４３２πＤ^２
溝の深さｈ（ｍ）のせん断力＞管自重より
２００ｋｇｆ／ｃｍ^２（ＰＥのせん断）・π・Ｄ・ｈ＞４３２πＤ^２
ｈ（ｍ）＞０．０００２１６Ｄ（ｍ）
したがって、被係合部４６の溝の深さは、０．２２Ｄｍｍ以上が好ましい。

継手本体２の外周面２ｂには、融着用のコントローラのケーブルコネクタを取り付けて電熱線３ｈに電流を流すためのターミナル部１０が形成されている。ターミナル部１０は、継手本体２のＪ方向（軸線方向）における両端部側の外周面２ｂにそれぞれ設けられている。

ターミナル部１０は、ターミナルピン４と、コネクタ取付部１２と、を備えている。ターミナルピン４は、継手本体２の外周面２ｂから継手本体２の径方向の外側に向けて突設されている。図示していないが、ターミナルピン４には、電熱線３ｈの端部が接続されている。

コネクタ取付部１２は、ターミナルピン４を中心として、ターミナルピン４を囲繞するように、継手本体２の外周面２ｂから継手本体２の径方向の外側に向けて突設されている。また、コネクタ取付部１２は、円筒状に形成され、ターミナルピン４と互いの中心軸線が同軸上に配されるように、継手本体２の外周面２ｂに一体形成されている。

Ｊ方向において、ターミナル部１０の形成位置より継手本体２の中心側の外周面２ｂには、凹部８が凹設されている。凹部８には、凹部８の底面８ａから継手本体２の外周面２ｂ側に突設する略円柱棒状のインジケータ１３が形成されている。インジケータ１３は、ＥＦ継手１を用いて樹脂管５，５同士を接合する接合作業時に、継手本体２の内周面２ａと樹脂管５，５の外周面が適正に融着したことを確認可能とするために設けられている。

継手本体２及び樹脂管５は、樹脂製である。継手本体２及び樹脂管５の材質としては、ポリブテン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。

クランプ６０は、受け口７，７に嵌入された樹脂管５，５とＥＦ継手１との接続部分Ｘを径方向の外側から保持可能に構成された一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂを有している。具体的には、クランプ６０は、継手本体２のＪ方向において融着部Ｍより端部側（即ち、継手本体２の両端側）の所謂コールドゾーンの部分と、樹脂管５の受け口７側の部分とを保持可能に構成されている。

一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂのそれぞれの内周面６２ａには第一テーパー部４４に当接可能に形成された第二テーパー部６４と、被係合部４６に係合可能な係合部６６が形成されている。第二テーパー部６４のＪ方向に対する傾斜角度は、第一テーパー部４４のＪ方向に対する傾斜角度と同一とされている。

係合部６６は、半割保持部６２Ａ，６２Ｂの径方向の内側に突出する凸部である。係合部６６における内周面６２ａからの高さは、被係合部４６における外周面２ｂからの深さと同一とされている。

図５及び図６に示すように、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂのそれぞれにはボルト挿通孔（ボルト挿通部）７２が形成され、ボルト挿通孔７２にボルトＢを挿通すると共にナットＮでボルトＢを止めることにより、半割保持部（一方の半割保持部）６２Ａを半割保持部（他方の半割保持部）６２Ｂに固定可能とされている。

一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂには、外周面６２ｂから内周面６２ａに貫通する窓部７４が形成されている。窓部７４は、樹脂管５，５とＥＦ継手１との接続部分Ｘを径方向の外側から保持した際に、挿入標線Ｌが見えるように、適当な位置に適当な数で形成されている（図１参照）。本実施形態では、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂには、四つの窓部７４が形成されている。

図５に示すように、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂには、樹脂管５，５とＥＦ継手１との接続部分Ｘを径方向の外側から保持した際に、ＥＦ継手１のターミナル部１０に衝突せずにターミナル部１０を囲む凹部７８が形成されている。凹部７８は、ターミナル部１０を逃がす部分になっている。凹部７８が形成されていることで、一対の半割保持部６２Ａ，６２ＢのＪ方向に沿う寸法を長くせずに済む。

図１等に示すように、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂにおいて、接続部分Ｘを径方向の外側から保持した際に、樹脂管５，５を保持する部分にはＪ方向に沿って複数の溝８０が形成されている。複数の溝８０が形成されていることで、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂと樹脂管５，５との滑り抵抗が大きくなり、仮固定構造５０の引抜力が補強される。

次いで、本実施形態の仮固定構造５０の使用方法について簡単に説明する。
仮固定構造５０を用いてＥＦ継手１と樹脂管５，５同士とを接合する際には、先ず樹脂管５，５のそれぞれの端部を継手本体２の受け口に嵌合させる。続いて、図１に示すように、樹脂管５，５とＥＦ継手１との接続部分Ｘを径方向の外側から一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂで挟み、ボルトＢ及びナットＮで締め付ける。

次に、一対のターミナルピン４に不図示のコントローラのケーブルコネクタを取り付け、電熱線３ｈに通電する。通電により、電熱線３ｈが発熱することで加温され、融着部Ｍがその周囲よりも高温になり、融着部Ｍの樹脂が溶融する。さらに電熱線３ｈへの通電が続くことにより、融着部Ｍの温度上昇が樹脂管５のうち融着部Ｍに接する部分にも及び、その部分の樹脂も溶融する。

融着部Ｍと融着部Ｍに接する樹脂管５とが融合して一体化がなされたら、電熱線３ｈへの通電を止める。この後、所定の養生期間（即ち、樹脂の冷却時間）をおく。上述の工程により、ＥＦ継手１を用いて樹脂管５，５が接続される。

以上説明した本実施形態の仮固定構造５０によれば、電気融着時に受け口７，７に嵌入された樹脂管５，５とＥＦ継手１との接続部分Ｘを径方向の外側からクランプ６０の一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂで保持した際に、第一テーパー部４４に第二テーパー部６４が当接し、第一テーパー部４４及び第二テーパー部６４がガイドとして機能することによって樹脂管５，５同士の芯出しを容易に行うことができる。また、被係合部４６に係合部６６を係合させることで、受け口７，７から樹脂管５，５が抜けない引抜力を大きくすることができる。したがって、クランプ６０のＪ方向の長さの短縮、及びクランプ６０の小型化を容易に図ることができる。また、ＥＦ継手１及びクランプ６０は樹脂製なので、経済性に優れ、使い捨て可能とすることができる。

また、本実施形態の仮固定構造５０によれば、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂのそれぞれにはボルト挿通孔７２が形成されているので、ボルトＢやナットＮで一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂを電気ドリル等によって容易に且つ迅速に連結することができる。

また、本実施形態の仮固定構造５０によれば、第一テーパー部４４及び被係合部４６が所謂コールドゾーンに配置されているので、第一テーパー部４４及び被係合部４６が融着部Ｍの高温化の影響を受けずに済み、第一テーパー部４４と第二テーパー部６４との接合や被係合部４６と係合部６６との接合を確実に防止可能することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂは、クランプ６０にインサートされたナットにボルトＢで締め付け可能に構成されていてもよく、内周面にネジ切り加工がなされたタップ部にボルトＢで締め付け可能に構成されていてもよい。

また、被係合部４６と係合部６６との凸部と溝との関係は互いに逆であってもよい。即ち、被係合部４６は継手本体２の径方向の内側に突出する凸部であり、係合部６６は半割保持部６２Ａ，６２Ｂの内周面６２ａから径方向の外側に凹む溝であってもよい。

さらに、クランプ６０を金属製とし、ＥＦ継手１と樹脂管５，５との取付け用の治具として使用してもよい。その場合、ヒンジや所謂パッチン錠によって一対の半割保持部６２Ａ，６２Ｂを締め付け可能としてもよい。

１…ＥＦ継手（電気融着継手）、４４…第一テーパー部、４６…被係合部、６０…クランプ、６２…一対の半割保持部、６４…第二テーパー部、６６…係合部

Claims

樹脂管同士の電気融着時に用いられ、通電及び養生期間中に前記樹脂管同士を仮固定する電気融着継手及びクランプからなる樹脂管同士の仮固定構造であって、
前記樹脂管を嵌入可能な複数の受け口と、前記樹脂管同士を加熱により融着を行うためのターミナル部と、を有する電気融着継手と、
前記受け口に嵌入された前記樹脂管と前記電気融着継手との接続部分を径方向の外側から保持可能に構成された一対の半割保持部を有するクランプと、を備え、
前記電気融着継手において、
前記受け口に嵌入された前記樹脂管に当接する融着部に電熱線が埋設され、
前記受け口の外周面には、前記電気融着継手の軸線方向の中心側から外端側に向かうに従って窄まるように形成された第一テーパー部と、前記受け口の外周面の周方向に延び、継手本体の径方向の内側に凹む溝からなる被係合部が形成され、
前記クランプにおいて、
前記一対の半割保持部の内周面には前記第一テーパー部に当接可能に形成された第二テーパー部と、前記被係合部に係合可能な係合部が形成され、
前記一対の半割保持部の各々には、前記樹脂管と前記電気融着継手を保持した際に、前記ターミナル部に衝突せずに前記ターミナル部を囲む凹部が形成されていることを特徴とする樹脂管同士の仮固定構造。
前記一対の半割保持部において、前記樹脂管を保持する部分には、前記軸線方向に沿って複数の溝が配置されている請求項１に記載の樹脂管同士の仮固定構造。
前記一対の半割保持部のそれぞれにはボルト挿通部またはネジ孔が形成され、
前記ボルト挿通部にボルトを挿通すると共にナットで前記ボルトを止めること、または前記ネジ孔にネジ部材を螺合することにより前記一対の半割保持部のうち一方の半割保持部を他方の半割保持部に固定可能とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂管同士の仮固定構造。
前記第一テーパー部及び前記被係合部は、前記軸線方向において前記融着部には重ならずに前記融着部より端部側に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の樹脂管同士の仮固定構造。