JPH0419487A - 形状記憶合金パイプ継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、形状記憶合金パイプ継手に関する。

［従来の技術］ 近年、各種配管の接続、例えば、ニアコンディショナー
、水道管、ガス管等の接続に形状記憶合金からなるパイ
プ継手本体（以下、ドライバと呼ぶ）を用いたパイプ継
手か適用されている。このようなパイプ継手は、特開昭
５９−９３２４２号公報で開示されている。

このパイプ継手は、第３図に示すような構造を有する。

図中３１は、ドライバである。ドライバ３１の内周面に
は、管状のライナ３２が挿着されている。ライナ３２の
内周面には、その全面にわたってエポキシ樹脂層３３が
形成されている。

このパイプ継手３０によるパイプの接続は、第４図に示
すように行う。まず、パイプ継手３０内に、その両端開
口部から継手３ｏの内径よりも僅かに小さい径を持つ２
本のパイプ４０．４１を差し込む。次に、パイプ継手３
０を加熱してその形状を所定の形状に回復させる。この
形状回復作用により、パイプ継手３０は、あらかじめ記
憶された形状に収縮して２本のパイプ４０．４１を一本
に締め付けて接続する。このとき、エポキシ樹脂層３３
は、溶融して２本のパイプ４０．４１とライナ３２を密
着させる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、エポキシ樹脂層３３は、ライナ３２の内
周面の全面にわたって設けられている。

また、エポキシ樹脂層３３は、ドライバ３１を形状回復
させるための加熱により溶融状態となる。

そして、溶融状態のエポキシ樹脂は、ドライバ３１の形
状回復によるライナ３２の塑性変形で加圧される。この
ため、エポキシ樹脂が、２本のノ々イブの突き合わせ部
分に流れ込む。流れ込んだエポキシ樹脂は、パイプ継手
が冷却されることにより、パイプの内周面で硬化して滴
状の硬化物４２となる。この硬化物４２は、パイプの内
径を著しく小さくする。このため、このようなパイプ接
続部を有するパイプ内に水等の流体を通流させると、こ
の部分で流体の流量や流速が変化する。このため、給水
・給湯用の配管設計を行っても、設計どおりの給水・給
湯ができない。また、パイプ内周面の硬化物４２が、流
体が逆流する際に欠落すると、パイプに連結されている
機器等に悪影響を及ぼす。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、パイ
プを接続する際にエポキシ樹脂がパイプ内に流入するこ
とを防止し、しかも確実にパイプを接続することかでき
る形状記憶合金パイプ継手を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、形状記憶合金からなり加熱により所定の形状
に回復するパイプ継手本体と、該パイプ継手本体の内周
面に挿着され、該パイプ本体の形状回復による変形に順
応して変形する金属からなる管状のライナと、該ライナ
の内周面の、接続される２本のパイプの接続箇所近傍の
領域を除いた領域に設けられ、該パイプ本体か形状回復
する温度より低い温度で溶融するエポキシ樹脂層とを具
備することを特徴とする。

［作用コ 本発明の形状記憶合金パイプ継手によれば、エポキシ樹
脂層が、ライナの内周面の所定の領域、すなわち、パイ
プの突き合わせ部分近傍を除いた領域に設けられている
。このため、ドライバの形状回復のための加熱により溶
融するエポキシ樹脂は、ライナの塑性変形により押圧さ
れ所定の領域に広がるか、パイプの突き合わせ部分には
到達しない。その後、パイプ継手を冷却することにより
、所定領域に広がったエポキシ樹脂は、ライナとパイプ
とを密着させた状態で硬化する。この結果、パイプ接続
の際に、パイプ内部にエポキシ樹脂が流入することが防
止される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例のパイプ継手を示す断面図
である。図中１１は、ドライバである。

ドライバ１１の内周面には、管状のライナ１２が挿着さ
れている。ライナ１２の内周面には、パイプの突き合わ
せ部分近傍を除いた領域にエポキシ樹脂層１３が形成さ
れている。このとき、エポキシ樹脂層１３の内径は、接
続するパイプの外径よりも大きくなるように形成される
。このようにして、パイプ継手１０が構成されている。

ここで、接続されるパイプの材料には、銅、アルミニウ
ム、ステンレス等か使用される。また、パイプの径は、
任意である。

ドライバ］１に用いられる形状記憶合金としては、Ａｇ
−Ｃｄ合金、Ａｕ−Ｃｄ合金、Ｃｕ−Ａ、Ｑ−Ｎｉ合金
、Ｃｕ−Ａｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｚｎ
合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｘ（Ｘ＝Ｓ　ｉ、Ｓｎ、Ａ、Ｑ　、
Ｇａ）合金、ＩｎＴΩ合金、Ｎ１−ＡΩ合金、Ｔｉ−Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｐｔ合金、Ｍ　ｎ　−Ｃｕ合金等を用い
ることができる。特に、Ｃｕ系の形状記憶合金が好まし
い。これは、Ｃｕ系の形状記憶合金がＡｆ点（マルテン
サイトからオーステナイトへの変態が終了する温度）と
Ｍｓ点（オーステナイトからマルテンサイトへの変態が
始まる温度）との差が大きく、しかもＭｓ点が比較的低
いからである。このため、形状か回復したパイプ継手が
、低温においてもその形状を維持することができる。

ライナ１２の材質としては、ドライバ１１の変形に順応
して塑性変形を起こすものを選ぶ。このようなものとし
て、銅、アルミニウム等が挙げられる。ライナ１２とパ
イプは、エポキシ樹脂を介して接続するので、その材質
は、同系であって、しかもエポキシ樹脂と濡れ性が良い
ものが好ましい。例えば、接続するパイプが銅製である
場合、ライナには銅または銅合金を用いる。また、ライ
ナ１２の長さは、通常、ドライバ１１の長さよりも長く
する。これは、ライナ１２のドライ／＜１１より長い領
域の外周面に示温塗料を塗布するためである。この示温
塗料は、加熱により変色してドライバ１１を加熱して形
状回復させる際の温度の指標となる。

エポキシ樹脂層１３のエポキシ樹脂は、ドライバ１１に
用いられる形状記憶合金のＡｆ点よりも低い融点を持つ
ものを選ぶ。これは、エポキシ樹脂の融点がＡｆ点より
も高いと、ドライバ１１を加熱して形状回復させる際に
、エポキシ樹脂が溶融せず、接続させるパイプとライナ
１２を密着させることができないからである。

エポキシ樹脂層１３は、ライナ１２の内周面のパイプの
突き合わせ部分近傍を除いた領域に設ける。これは、パ
イプの突き合わせ部分から溶融したエポキシ樹脂が流入
するのを防止するためである。したがって、エポキシ樹
脂層を設けない部分は、エポキシ樹脂層の厚さにより異
なるが、ドライバ１１の形状回復の際に接続するパイプ
の突き合わせ部分にエポキシ樹脂が流入しないように、
かつ、ライナ１２とパイプとの密着性か損なわれないよ
うに設定する。また、エポキシ樹脂層の厚さは、２０〜
６０μｍが好ましい。

次に、このような構成のパイプ継手を用いてパイプ接続
を行う方法を第２図を参照して説明する。

まず、パイプ継手１０の両端の開口部から２本のパイプ
２０．２１を差し込んで、両パイプ２０゜２１の先端を
突き合わせる。次に、ドライバ１１をＡｆ点以上に加熱
して、その形状をあらかじめ記憶されている所定の形状
に回復させる。すなわち、ドライバ１１を収縮により縮
径させる。ドライバ１１の収縮により、ドライバ１１内
に挿着されているライナ１２も順応して塑性変形する。

ライナ１２の塑性変形により、その内周面に形成されて
いるエポキシ樹脂層１３は、１＜イブ２０゜２１に押し
付けられる。一方、ドライ！（１１を加熱することによ
り、熱がドライノく１１およびライナ１２を介してエポ
キシ層１３に伝達される。この熱によりエポキシ樹脂層
１３は溶融し、ライナ１２の押付力によりライナ１２と
（イブ２０．２１との隙間に充填されると共にパイプの
突き合わせ部分近傍に向かって広がる。この領域には、
あらかじめエポキシ樹脂層か設けられていないので、エ
ポキシ樹脂は、パイプ突き合わせ部分まで到達しない。

このため、エポキシ樹脂は、パイプ突き合わせ部分から
パイプ内に流入することはない。

ドライバ１１の形状回復を完全に行った後、加熱を停止
して室温に冷却する。このとき、ドライバ１１は、パイ
プ２０．２１への押圧力を保持した状態でその形状を維
持する。また、ライナ１２は、ドライバ１１の収縮によ
り塑性変形した形状を維持する。また、エポキシ樹脂は
、パイプ２０２１とライナ１２を強固に密着させる。こ
のようにして、パイプの接続が完了する。

なお、ドライバ１１を所定の形状に記憶させるためには
、従来公知の方法か用いられる。例えば、まず、接続す
る際の径（収縮後の径）のドライバを成形し、次に、そ
のドライバにＡｆ点以上の温度で形状を記憶させる加熱
処理を施し、次いて、このドライバにＭｆ点（オーステ
ナイトからマルテンサイトへの変態が終了する温度）以
下の温度で拡径処理を施すことにより行われる。

以下、本発明にかかる形状記！合金パイプ継手の効果を
確認するために行った試験例を示す。

試験例 使用したパイプ継手は、Ｃｕ−ＬＯＡＮ５　Ｚ　ｎ　−
５Ｍ　ｎの形状記憶合金からなり、長さ１６論、外径１
８゜２ｍ＋１、肉厚３．５＋ａｍのドライバと、銅から
なり長さ１９１１１１、外径１１．２ｍ＋ｓ、肉厚２．
１１のライナと、ライナの両端開口部からそれぞれ５　
ｍｍのライナ内周面の領域に設けられた厚さ４０μｍの
エポキシ樹脂層とで構成されている。なお、ドライバは
、１６０℃以上に加熱すると形状が回復して、外径が１
７．５ｍとなる。

このパイプ継手の両端開口部に外径６．３５ｍｍ。

肉厚０．５ｔｎｒａの２本の銅製パイプを差し込み、そ
れぞれの先端を突き合わせた。次いで、ドライバを上記
合金のＡｆ点以上の温度である１８０℃で２０秒間加熱
した。このようにして、２本のパイプを接続して、試験
例の試料を作製した。

得られた試料の気密性およびエポキシ樹脂のパイプ内へ
の流入の有無を調べた。なお、気密性は、試料に９０度
のねじり試験を施した後、その試料にＪＩＳ　　Ｂ２３
０２に基づく水圧試験を施した。

また、エポキシ樹脂流入の有無は、パイプの接続部を切
断し、パイプの突き合わせ部分を目視により調べた。

この結果、試験例の試料は、ねじり試験後においても優
れた気密性を発揮した。また、パイプの突き合わせ部分
において、エポキシ樹脂は確認されなかった。

比較例 使用したパイプ継手は、Ｃｕ−１０ＡＮ５　Ｚ　ｎ　−
５Ｍ　ｎの形状記憶合金からなり、長さ１６ｍｍ、外径
１８　、　２　ｒｒｒｒａ　％肉厚３．５ｍｍのドライ
バと、銅からなり長さ１９關、外径１１．２＋ｎ、肉厚
２．１ｍ＋ｓのライナと、ライナ内周面の全面に設けら
れた厚さ４０μｍのエポキシ樹脂層とで構成されている
。なお、ドライバは、１６０℃以上に加熱すると形状が
回復して、外径が１７．５ｍｍとなる。

このパイプ継手を用い、試験例と同様にして外径６．３
５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの２本の銅製パイプを接続して
、比較例の試料を作製した。

得られた試料の気密性およびエポキシ樹脂のパイプ内へ
の流入の有無を試験例と同様にして調べた。

この結果、比較例の試料は、パイプの突き合わせ部分に
おいて、エポキシ樹脂が確認された。

［発明の効果コ 以上説明した如く、本発明の形状記憶合金パイプ継手は
、パイプを接続する際にエポキシ樹脂がパイプ内に流入
することを防止し、しかも確実にパイプを接続すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のパイプ継手を示す断面図、
第２図は本発明の一実施例のパイプ継手にパイプを挿入
した状態を示す断面図、第３図は従来のパイプ継手を示
す断面図、第４図は従来のパイプ継手にパイプを挿入し
た状態を示す断面図である。 １０．３０・・・パイプ継手、１１．３１・・・ドライ
バ、１２３２・・ライナ、１３．３３・・・エポキシ層
、２０，２１，４０．４１・・・パイプ、４２・・・硬
化物。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 形状記憶合金からなり加熱により所定の形状に回復する
   パイプ継手本体と、該パイプ継手本体の内周面に挿着さ
   れ、該パイプ本体の形状回復による変形に順応して変形
   する金属からなる管状のライナと、該ライナの内周面の
   、接続される２本のパイプの接続箇所近傍の領域を除い
   た領域に設けられ、該パイプ本体が形状回復する温度よ
   り低い温度で溶融するエポキシ樹脂層とを具備すること
   を特徴とする形状記憶合金パイプ継手。