JP7068038B2 - 配管接続用樹脂管及びそれを用いた接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、配管接続に用いられる樹脂管及びその成形方法に関する。

給水管等の配管接続には、従来からステンレス管等の金属管が広く採用されている。
この金属管の接続構造としては、例えば特許文献１の図５に示すように管材の端部近傍にリング状の係止部を形成してあり、この一対の管材を対向配置し、両側の外周端部に跨がるセルフシールタイプのパッキン材を装着し、上下一対のハウジングでこのパッキン材を抱持するとともに、リング状の係止部で管の抜け止めを図った接続構造がある。

近年、耐震性，現地での施工性の改善要求から、樹脂管の採用が検討されている。
例えば、特許文献２には、継手筒の受口部の内周に電熱線を埋設した電気融着継手が開示されている。
しかし、現場で電気融着するのは大変であることから、施工性に問題があるとともに、高価格となる。
また、一対の樹脂管の端部を加熱し、突き合せて押し付けることで融着する、いわゆるバット融着機が市販されているが、融着部の品質が不安定であり、融着部のバリ除去も必要となる。
また、現場で施工する際に管材をバット融着機まで持ってくる必要があり、縦管等の配管には適用できない。
また、管材の端部付近にリブ部を形成する場合には、融着後に一方の管材を切断しなければならない。
さらには近年、配管接続に必要な管材の加工を施工業者の工場で行う等、できるだけ工場内で準備を進め、現地では汎用工具を用いて簡単にできるだけ速く配管施工できることが要求されている。

特開平７－１９０２６０号公報 特開２０１４－１９０５１３号公報

本発明は、予め工場内等で管材に加工を施すことも可能であり、現地施工性に優れた配管接続用樹脂管及びそれを用いた配管接続構造の提供を目的とする。

本発明に係る配管接続用樹脂管は、熱可塑性樹脂管の端部側に溶融成形された接続部を有し、前記接続部を用いて配管接続が可能であることを特徴とする。

このように、樹脂管の端部側に配管用の接続部を有していると、各種メカニカル継手を用いて、配管接続が可能となる。
この接続部は、配管接続構造に合せて、例えば挿入接続，係止又は引っ掛け接続，ハウジング型継手を用いたハウジング接続等に合せた形状にすることもできる。
例えば、前記接続部は樹脂管の端部近傍の外周部に溶融成形された各種形状のリブであってよい。
このリブを係止リブにすると、これを用いてハウジング型管継手にて接続することもできる。
樹脂材としては、ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化ビニル等、熱可塑性を有するものであれば、限定がない。

このような配管接続用樹脂管の成形方法としては、前記接続部を成形するためのキャビティ部を有する金型に樹脂管の端部を挿入し、溶融温度にて前記樹脂管を前記挿入方向に加圧する例が挙げられる。
このようにすると、樹脂材の軟化温度を超え、溶融温度レベルまで加熱した状態で、さらに樹脂管を相対的に金型に向けて押し込むと、軟らかくなった樹脂がキャビティ部に押し込まれ、接続部が成形される。
よって、キャビティ部の形状をいろいろ選択することで、凸状のリブ，カギ状のリブ，リング状のリブ，引っ掛け爪状のリブ等、いろいろな接続形状にすることができる。
従来のバット融着では、リング状のリブしか形成されないが、本発明にあっては接続部の形状に制限がない。
この場合に金型をヒートアンドクール仕様にすると、成形性が向上する。
また、金型に挿入する素管を所定の温度まで予熱してもよい。
本発明は、金型にて溶融成形するので、樹脂管の端面をテーパー状に成形することもできる。
端面をテーパー状にすると、パッキン材やメカニカル管継手の組み込みが容易になる。

本発明においては、金型は樹脂管の内側に位置する中子型を有し、前記中子型は樹脂管の内側に位置する部位の外形側面がテーパー形状になっているようにしてもよい。
このようにすると、素管を金型内に挿入し、さらに加圧した際に管の内側への変形が中子型にて抑えられるとともに、接続部を溶融成形後に金型温度を所定以下に下げてから樹脂管を金型内から抜き取ることになるが、その際に樹脂管が縮径しても中子型の樹脂管挿入部の外形側面が円錐台状のテーパー形状になっていると、中子型から樹脂管を取り出しやすくなる。

本発明においては、樹脂管の端部近傍に溶融成形された接続部がパイプ部と一体的に形成されているので、この接続部の強度を確保しやすい。
このように、樹脂管の端部又は端部付近に各種形状の接続部や端面形状を成形する加工、さらには予備的な組み付け等を予め工場で行うことで、現地ではメカニカル管継手を用いて汎用工具にて容易に施工できる。

本発明に係る配管接続用樹脂管の成形に用いられる金型構造例を示す。（ａ）は金型の斜視図を示し、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は金型に樹脂製の素管を挿入した状態、（ｄ）はその断面図を示す。 （ａ）は素管を金型に挿入した後にさらに挿入方向に加圧した状態を示し、（ｂ）はリブ成形部の拡大図を示す。 （ａ）は樹脂管にリブ部を成形した後に外形型をベース型から後退させた状態、（ｂ）はリブ部が溶融成形された樹脂管を金型から取り外した状態を示す。 （ａ），（ｂ）は図３の（ａ），（ｂ）に対応した断面図を示す。 （ａ）は金型の分解斜視図、（ｂ）はその断面図を示す。 本発明に係る配管接続用樹脂管を用いた配管接続構造例を示す。（ａ），（ｂ）はパッキン材を両側の樹脂管端部に装着した状態を示し、（ｃ）は一対のハウジング型管継手を上下方向から装着する前の状態を示す。 （ａ）はハウジング型管継手の部品構成例を示す。（ｂ），（ｃ）は一対のハウジングの外周部に締結リングを装着する状態を示す。 配管接続用樹脂管の他の実施例を示す。（ａ）は端部の斜視図、（ｂ）は接続後の模式図を示す。

本発明に係る配管接続用樹脂管の成形方法例及びこの配管接続用樹脂管を用いた接続構造例を以下、図に基づいて説明する。

以下、溶融成形された接続部の形状としてリブ部を成形した例で説明するが、接続部の形状に制限はない。
図１に金型１０の構造例を示す。
図１は、１つの例として金型１０の要部を模式的に示したものであって、これに限定されるものではない。
本発明は、樹脂管を溶融温度の近くまで加熱し、金型で各種形状に溶融成形できれば、各種構造の金型を使用できる。
金型１０の分解図を図５に示す。
ベース型１１に対して半割状態の一対の外形型１２が開閉自在に設けられ、ベース型１１の中心部には貫通孔を設け、上下方向にスライドする中子型１３を有する。
図示していないが、一対の外形型の開閉機構及び中子型１３の昇降機構を設けてもよい。
図１～図５に示すように、ベース型１１に設けたリング状の突部１１ｂに対して、嵌合凹部１２ａを有する一対の外形型１２がスライド嵌合する。
また、ベース型１１の中央部に上下方向に貫通孔を設け、この貫通孔に段差部１１ａを有する。
これに対して中子型１３は、上記段差部１１ａに納まる基底部１３ａから立設した円柱状の中子部１３ｂを有し、この中子部１３ｂは金型にセットされた樹脂製の素管１の内径を保持するとともに、側部外形が上方に向けて縮径したテーパー状になっている。

金型１０は、このような構造にしたことにより、図１（ｂ）に示すように素管１の挿入部１４とベース型１１と外形型１２との間にキャビティが形成され、このキャビティの内側形状が樹脂管の接続部の成形部（リブ成形部）１５となる。

図１に示すように、金型１０の上部からパイプ状の素管１を挿入部１４に挿入し、素管１の端面がベース型１１に当接した状態が素管１の金型１０へのセット状態になる。
金型１０は、図示を省略した加熱ヒーターにより、素管１が溶融状態またはそれに近い状態になる温度に加熱される。
その状態で図２に示すように、素管１を押入方向に加圧（押し込む）すると、軟らかくなった樹脂がキャビティ内に押し込まれ、配管接続用樹脂管２のリブ部２ａが成形される。
この場合に図２（ｂ）に示すように、樹脂管にリブ部２ａを形成すると同時に、樹脂管の先端側にテーパー面２ｂを形成してもよい。
リブ部２ａの形状もリング状のつば形状のみならず、各種形状に溶融成形することができ、段差状の溝部や複数のリブ部を形成することもできる。

リブ部２ａが成形されると金型の温度を下げ、図３（ａ）に示すように一対の外形型１２を開き、図３（ｂ），図４（ｂ）に示すように、配管接続用樹脂管２を金型１０から抜き取る。
この際に、樹脂管が縮径して中子型１３から抜き取りがたい場合には、中子型１３を下降させることで、この中子部１３ｂの側面部がテーパー状になっているので、抜きやすくなる。

図６，７に、本発明に係る配管接続用樹脂管２を用いた配管接続の構造例を示す。
本発明に係る配管接続樹脂管は、端部の近傍にリング状のつば部からなるリブ部２ａを有するので、このリブ部２ａを管材の抜け止め係止リブとして用いることができ、背景技術に記載した従来のフランジ型管継手を用いて配管接続することができる。
これに対して、図６，７に示した管継手はさらにコンパクトで現地施工性に優れる。
図６（ａ）は、左右に一対の本発明に係る配管接続用樹脂管２を対向配置し、その係止リブ（リブ部）２ａより管端側に有する両側の端部に跨がって、パッキン材３を装着する。
本実施例に用いたパッキン材３は、中央部にリング状の凹部３ｂを形成し、凹部３ｂの両側の先端部に凹部３ｂの開口幅が狭くなるように、リング状のリップ部３ａを形成した水圧によるセルフシールタイプとなっている。
樹脂管の端面を図２（ｂ）に示したテーパー面２ｂにすると、このパッキン材３の装着が容易になる。
このパッキン材３及び両側の係止リブ２ａを内部４ａにて抱持するように、上下一対のハウジング４を取り付ける。
ハウジング４は、図７（ａ）に示すように半円形状になっている。
次に図７（ｂ）に示すように、締結リング５を上下一対のハウジング４の外周部に装着する。
締結リング５をハウジング４の外周部に装着したり、取り外したりしやすいように、締結リング５の両側のハウジング面に突没ピン４ｂを設けた例になっている。

図８は、配管接続用樹脂管２の端部近傍の外周部に部分的に爪状のリブ部２ｂを形成した例を示す。
相手の管材３に受口３ａと差込部３ｂを形成すると、図８（ｂ）に示すように爪状のリブ部２ｂは、差込部３ｂに挿入後にねじることで容易に配管接続できる。
本発明においては、リブ部の形状に制限がなく、カギ状のリブ，凹凸形状のリブ，段差状のリブ等、配管接続構造に合せて成形できる。

１ 素管
２ 配管接続用樹脂管
１０ 金型
１１ ベース型
１２ 外形型
１３ 中子型
１４ 挿入部
１５ リブ成形部

Claims (1)

1. 熱可塑性の樹脂管の端部側にリング状のつば部からなる接続部を溶融成形する配管接続用樹脂管の成形方法であって、
   中央部に貫通孔を有するベース型及び前記ベース型の中心方向に向けて開閉自在の一対の外形型と、前記ベース型の貫通孔に沿ってスライド可能な中子型との間に前記樹脂管の端部の挿入部と、前記挿入部の外周側に設けた前記接続部を成形するキャビティを有し、
   前記キャビティは前記ベース型に設けたリング状の突部と、前記リング状の突部に対応して前記外形型に設けた嵌合凹部との間に前記つば部の形状に対応するように形成してあり、
   前記中子型は先端部外径が前記樹脂管の内径よりも小さいテーパー形状である、金型を用い、
   前記金型を予熱し、又は前記樹脂管を予熱した状態で前記樹脂管を前記金型の挿入部に挿入及び加圧することで前記接続部を溶融成形することを特徴とする配管接続用樹脂管の成形方法。

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