JP7210374B2

JP7210374B2 - 排水管用継手及びその製造方法

Info

Publication number: JP7210374B2
Application number: JP2019091807A
Authority: JP
Inventors: 孝行直嶋; 庸介坪根
Original assignee: 富士化工株式会社
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2023-01-23
Anticipated expiration: 2039-05-15
Also published as: JP2020185722A

Description

本発明は、排水管用継手及びその製造方法に関する。

建築物の屋内又は屋外には、排水管が敷設される。一般的な排水管は、塩化ビニル製である。しかし、食品工場等では、耐熱性、耐薬品性があるポリプロピレン製、ポリエチレン製等の排水管の使用例が増えている。殺菌のために排水の温度が高温になり、排水に殺菌性のある薬品が含まれることがあるからである。ポリプロピレン製、ポリエチレン製等の排水管は、接着剤で接合することができないので、これらの排水管の接合には溶着が用いられている（特許文献１参照）。

ところで、排水管をつなぎ合わせる排水管用継手には、チーズ、エルボ、ソケット、キャップ等の多くの種類があり、その口径（サイズ）も様々である。排水管用継手の品揃えにあたって、全ての排水管用継手の種類、サイズに合わせて金型を製造するのは、コスト面で現実的ではない。このため、共通の継手本体と共通の受け口を個別に製造し、サイズに応じて継手本体と共通の受け口を溶着することで、排水管用継手のバリエーションを増やすことが想定される。

継手本体に受け口を溶着する場合、従来の排水管を溶着する場合（特許文献１参照）と同様に、以下の工程を経る。すなわち、図６（ａ）に示すように、第１部材２１の接合面と第２部材２２の接合面との間に熱板２３を挟み、これらの接合面を加熱溶融する。そして、図６（ｂ）に示すように、熱板２３を除去し、第１部材２１の接合面と第２部材２２の接合面とを互いに押し当てて接合する。

特開２００３－３１１８３６号公報

しかし、図６（ｃ）の断面図に示すように、第１部材２１と第２部材２２を溶着によって接合すると、接合部の内外面にビード２４ａ，２４ｂと呼ばれる突起が発生する。ガス導管、水道管においては、このビード２４ａ，２４ｂは使用上問題がないが、排水中に固形物、残渣などの異物が含まれる排水管の場合、内面に突出するビード２４ｂに異物が堆積し、排水管を閉塞するリスクがある。

そこで、本発明は、内面にビードが突出するのを防止できる排水管用継手及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、互いに接合される継手本体と受け口を備える排水管用継手であって、前記継手本体及び前記受け口それぞれの接合部は、相手の接合部に向かって延びる外周側の溶着部と、前記相手の接合部に向かって延びる内周側のストッパ部と、前記溶着部と前記ストッパ部との間に形成されるビード溜まり部と、を有し、前記継手本体の溶着部と前記受け口の溶着部が互いに溶着され、前記継手本体のストッパ部と前記受け口のストッパ部が互いに突き合わされ、前記排水管用継手の中心線に沿った断面視において、前記継手本体及び前記受け口の前記ビード溜まり部の９０％以上がビードによって埋められる排水管用継手である。

本発明の他の態様は、互いに接合される継手本体と受け口を備える排水管用継手の製造方法であって、前記継手本体及び前記受け口それぞれの接合部に、相手の接合部に向かって延びる外周側の溶着部と、前記相手の接合部に向かって延びる内周側のストッパ部と、前記溶着部と前記ストッパ部との間に形成されるビード溜まり部と、を形成する工程と、前記継手本体の溶着部と前記受け口の溶着部を互いに溶着し、前記継手本体のストッパ部と前記受け口のストッパ部を互いに突き合わせる溶着工程と、を備え、前記排水管用継手の中心線に沿った断面視において、前記継手本体及び前記受け口の前記ビード溜まり部の９０％以上がビードによって埋められる排水管用継手の製造方法である。

本発明によれば、第１部材及び第２部材のストッパ部が排水管用継手の内面にビードが突出するのを防止する。また、第１部材及び第２部材のビード溜まり部の９０％以上がビードによって埋められるので、ビード溜まり部に排水や異物が浸入するのを防止できる。

本発明の一実施形態の排水管用継手の側面図である。溶着前の継手本体と受け口の接合部の断面図（図１のII部の断面図）である。溶着の工程図である（継手本体と受け口との間に熱板を挟んだ状態）。溶着の工程図である（熱板を引抜き後、受け口を継手本体へ移動させる状態）。溶着後の継手本体及び受け口の接合部の断面図（図４のV部拡大図）である。従来の排水管の溶着工程を示す図である（図６（ａ）は第１部材と第２部材との間に熱板を挟んだ状態を示し、図６（ｂ）は第１部材と第２部材を溶着した状態を示し、図６（ｃ）は図６（ｂ）のｃ部拡大図を示す）。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の排水管用継手及びその製造方法を詳細に説明する。ただし、本発明の排水管用継手及びその製造方法は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

図１は、本発明の一実施形態の排水管用継手１０の側面図を示す。排水管用継手１０は、第１部材としての継手本体１と、第２部材としての受け口２と、を備える。排水管用継手１０は、排水管をつなぐのに用いられる。継手本体１の内面には、排水が流れる流路が形成される。受け口２は、継手本体１に溶着される。７ｂは溶着時に継手本体１の外面に突出するビードである。排水管用継手１０の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂である。なお、この実施形態では、排水管用継手１０がチーズの例を示すが、排水管用継手の種類はチーズに限られることはなく、エルボ、ソケット、キャップ等でもよい。

受け口２には、図示しない排水管が接合される。受け口２には、電熱線１１（図２参照）が設けられる。受け口２には、その内面に挿入された排水管がエレクトロフュージョン接合（ＥＦ接合と呼ばれる）される。ＥＦ接合は、受け口２に排水管を挿入した後、コントローラから通電して電熱線を発熱させ、受け口２の内面と排水管の外面の樹脂を加熱溶融して融着し、一体化させる接合方法である。ＥＦ接合は、公知であるので、これ以上の詳しい説明を省略する。

図２は、溶着前の継手本体１及び受け口２の接合部３，４の断面図（図１のII部の断面図）を示す。継手本体１の接合部３は、受け口２の接合部４に向かって延びる外周側の溶着部３ａと、受け口２の接合部４に向かって延びる内周側のストッパ部３ｂと、溶着部３ａとストッパ部３ｂとの間に形成されるビード溜まり部３ｃと、を有する。溶着部３ａとストッパ部３ｂは、いずれもリング状である。溶着部３ａは、ストッパ部３ｂよりも高さｈだけ接合部４に向かって突出する。溶着部３ａの厚さｔ１は、ストッパ部３ｂの厚さｔ２よりも厚い。溶着時には、溶着部３ａの溶融樹脂の体積（＝ｔ１×ｈ×周長）が溶着部３ａの外面及び内面に突出して、ビードになる。ビード溜まり部３ｃは、断面視において、コ字状に切り欠かれる。ビード溜まり部３ｃは、溶着部３ａの内面に突出するビードを閉じ込める空間である。なお、断面視において、溶着部３ａとストッパ部３ｂは、いずれも略四角状であるが、テーパ状や楕円などにすることもできる。

受け口２には、電熱線１１が埋め込まれる。受け口２の内面には、排水管が突き当てられる段差１２が形成される。受け口２の接合部４は、継手本体１の接合部３に向かって延びる外周側の溶着部４ａと、継手本体１の接合部３に向かって延びる内周側のストッパ部４ｂと、溶着部４ａとストッパ部４ｂとの間に形成されるビード溜まり部４ｃと、を有する。溶着部４ａとストッパ部４ｂは、いずれもリング状である。継手本体１の接合部３と同様に、溶着部４ａは、ストッパ部４ｂよりも高さｈだけ継手本体１の接合部３に向かって突出する。溶着部４ａの厚さｔ１は、ストッパ部４ｂの厚さｔ２よりも厚い。溶着時には、溶着部４ａの溶融樹脂の体積（＝ｔ１×ｈ×周長）が溶着部４ａの外面及び内面に突出して、ビードになる。ビード溜まり部４ｃは、断面視において、コ字状に切り欠かれる。ビード溜まり部４ｃは、溶着部４ａの内面に突出するビードを閉じ込める空間である。なお、断面視において、溶着部４ａとストッパ部４ｂは、いずれも略四角状であるが、テーパ状や楕円などにすることもできる。

図３ないし図５は、継手本体１と受け口２の溶着の工程図を示す。図３に示すように、継手本体１と受け口２との間に熱板８を挟む。熱板８は、継手本体１及び受け口２の融点より高い温度になっている。そして、作動治具により例えば受け口２を熱板８へ移動させ、受け口２の溶着部４ａを熱板８に接触させ、継手本体１の溶着部３ａを熱板８に接触させる。熱板８の接触により、継手本体１及び受け口２の溶着部３ａ，４ａが溶融する。ここで、継手本体１及び受け口２のストッパ部３ｂ，４ｂは、熱板８から離れていて、溶融することはない。なお、熱板８の替わりに、非接触で加熱可能な赤外線ヒータ等を用いてもよい。また、受け口２を移動させる替わりに、継手本体１を移動させてもよい。

継手本体１及び受け口２の溶着部３ａ，４ａが溶融したら、継手本体１と受け口２を熱板８から離し、熱板８を引き抜く。そして、図４に示すように、作動治具により受け口２を継手本体１へ移動させて、継手本体１の溶着部３ａと受け口２の溶着部４ａとを互いに押し当てて溶着する。図４中の黒塗り部分は、熱板８によって溶融した溶融樹脂３ａ１，４ａ１を表す。作動治具は、継手本体１及び受け口２のストッパ部３ｂ，４ｂが互いに突き当たるまで、すなわちストッパ部３ｂ，４ｂ間の隙間がゼロになるまで、又はストッパ部３ｂ，４ｂ間の隙間が僅かになるまで、受け口２を継手本体１へ移動させる。

図５は、溶着後の継手本体１及び受け口２の接合部の断面図（図４のV部拡大図）を示す。継手本体１及び受け口２の溶着部３ａ，４ａを溶着すると、溶着部３ａ，４ａの内面及び外面にビード７ａ，７ｂが突出する。溶着部３ａ，４ａの内面に突出するビード７ａは、ビード溜まり部３ｃ，４ｃを略埋める。ビード７ａは、継手本体１及び受け口２のビード溜まり部３ｃ，４ｃの底面（図５の断面四角状のビード溜まり部３ｃ，４ｃの上面と下面）とストッパ部３ｂ，４ｂの内面（図５のストッパ部３ｂ，４ｂの左側面）に接触する。なお、線１３は、溶着部３ａ，４ａとビード７ａとの界面を表す線であるが、必ずしも明瞭に現れる線ではない。

ビード７ａは、排水管用継手１０の中心線に沿った断面視において、継手本体１及び受け口２のビード溜まり部３ｃ，４ｃ（＝面積Ａ×Ｂ）の９０％以上、望ましくは９５％以上を埋める。一方、溶着部３ａ，４ａの外面に突出するビード７ｂは、排水管用継手１０の外面に露出したままである。ビード７ｂが排水の流れを阻害することはないからである。

継手本体１及び受け口２の溶着部３ａ，４ａの溶融樹脂３ａ１，４ａ１の断面積Ｖ１（＝ｔ１×ｈ×２、言い換えれば溶着部３ａ，４ａの内面及び外面に突出するビード７ａ，７ｂの断面積）と、継手本体１及び受け口２のビード溜まり部３ｃ，４ｃの断面積Ｖ２（＝面積Ａ×Ｂ）とは、以下の数式１の関係にある。

（数１）
Ｖ２＝（Ｖ１÷２）×Ｋ…（１）
Ｋ＝１．０５～１．２５である。

Ｖ１÷２としたのは、溶着部３ａ，４ａの内面と外面に半々のビードが突出すると想定されるからである。また、Ｋ＝１．０５～１．２５としたのは、ビード溜まり部３ｃ，４ｃが溶着部３ａ，４ａよりも内周側にあり、ビード溜まり部３ｃ，４ｃの周長が溶着部３ａ，４ａの周長よりも短くなることを考慮し、また、溶着条件によっては、溶着部３ａ，４ａの内面と外面に突出するビード７ａ，７ｂの割合が変動することを考慮したからである。ここで、Ｋ＜１．０５であると、ビード７ａがビード溜まり部３ｃ，４ｃからはみ出て、ストッパ部３ｂ，４ｂの内面に突出するおそれがある。Ｋ＞１．２５であると、ビード溜まり部３ｃ，４ｃの９０％以上をビード７ａによって埋めるのが困難になる。数式１を成立させることで、ビード溜まり部３ｃ，４ｃを最適な断面積Ｖ２に設計することができる。

以上に本実施形態の排水管用継手１０及びその製造方法の構成を説明した。本実施形態の排水管用継手１０によれば、以下の効果を奏する。

継手本体１及び受け口２のストッパ部３ｂ，４ｂが、排水管用継手１０の内面１０ａにビード７ａが突出するのを防止する。排水が流れる内面１０ａが平滑になるので、内面１０ａに異物が滞留するのを防止できる。また、継手本体１及び受け口２のビード溜まり部３ｃ，４ｃの９０％以上がビード７ａによって埋められるので、ビード溜まり部３ｃ，４ｃに排水や異物が浸入するのを防止できる。このため、排水管用継手１０を衛生上良好に保つことができる。

受け口２に電熱線１１を設けるので、排水管用継手１０に排水管をＥＦ接合することができる。

１…継手本体（第１部材）
２…受け口（第２部材）
３…接合部
３ａ…溶着部
３ａ１…溶融樹脂
３ｂ…ストッパ部
３ｃ…ビード溜まり部
４…接合部
４ａ…溶着部
４ａ１…溶融樹脂
４ｂ…ストッパ部
４ｃ…ビード溜まり部
７ａ…ビード
７ｂ…ビード
１０…排水管用継手
１０ａ…内面
１１…電熱線

Claims

互いに接合される継手本体と受け口を備える排水管用継手であって、
前記継手本体及び前記受け口それぞれの接合部は、相手の接合部に向かって延びる外周側の溶着部と、前記相手の接合部に向かって延びる内周側のストッパ部と、前記溶着部と前記ストッパ部との間に形成されるビード溜まり部と、を有し、
前記継手本体の溶着部と前記受け口の溶着部が互いに溶着され、
前記継手本体のストッパ部と前記受け口のストッパ部が互いに突き合わされ、
前記排水管用継手の中心線に沿った断面視において、前記継手本体及び前記受け口の前記ビード溜まり部の９０％以上がビードによって埋められる排水管用継手。
前記受け口が電熱線を有することを特徴とする請求項１に記載の排水管用継手。
互いに接合される継手本体と受け口を備える排水管用継手の製造方法であって、
前記継手本体及び前記受け口それぞれの接合部に、相手の接合部に向かって延びる外周側の溶着部と、前記相手の接合部に向かって延びる内周側のストッパ部と、前記溶着部と前記ストッパ部との間に形成されるビード溜まり部と、を形成する工程と、
前記継手本体の溶着部と前記受け口の溶着部を互いに溶着し、前記継手本体のストッパ部と前記受け口のストッパ部を互いに突き合わせる溶着工程と、を備え、
前記排水管用継手の中心線に沿った断面視において、前記継手本体及び前記受け口の前記ビード溜まり部の９０％以上がビードによって埋められる排水管用継手の製造方法。
前記断面視における前記継手本体及び前記受け口の前記溶着部の溶融樹脂の断面積Ｖ１と、前記断面視における前記継手本体及び前記受け口の前記ビード溜まり部の断面積Ｖ２とは、以下の数式１の関係にあることを特徴とする請求項３に記載の排水管用継手の製造方法。
（数１）
Ｖ２＝（Ｖ１÷２）×Ｋ・・・（１）
Ｋ＝１．０５～１．２５である。