JPH05278110A - 合成樹脂管の接合方法 - Google Patents

合成樹脂管の接合方法

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JPH05278110A
JPH05278110A JP4079986A JP7998692A JPH05278110A JP H05278110 A JPH05278110 A JP H05278110A JP 4079986 A JP4079986 A JP 4079986A JP 7998692 A JP7998692 A JP 7998692A JP H05278110 A JPH05278110 A JP H05278110A
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elastic body
synthetic resin
pipes
diameter
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Yuichi Shiohama
裕一 塩浜
Yukio Hamano
幸雄 浜野
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂管の突き合わせ接合において、突き
合わせ部の管内面に有害なビードが発生するのを防止
し、且つ、溶融樹脂のはみ出し防止手段の着脱を容易に
する。 【構成】 合成樹脂管P1 ,P2 の内径Dより少し小さ
い外径D1 の弾性体1の両端面を板体2,3で挟持し、
ワイヤー5を引いて板体2,3間で弾性体1を軸方向に
押圧することによってその外径を拡径し接合部の管内壁
に圧接して、接合の際に溶融樹脂が侵入するのを防止す
る。接合終了後ワイヤー5をゆるめ、弾性体1を縮径復
元して移動撤去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の輸送ライン、特
に食品・医薬品等の製造用水、半導体部品の製造等に用
いられる超純水の輸送ライン等に適した、合成樹脂管の
接合方法に関するものである。
【従来の技術】水道管、排水管、ガス管等の流体輸送管
として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビ
ニリデン等の合成樹脂製の管が広く使用されている。こ
のような合成樹脂管同志を接合する方法としては、接合
する両方の管の端面部を溶融した後、管軸方向に押圧し
て接合する「バット接合(突き合せ接合)」が広く実施
されている。
【0001】しかるにバット接合においては、管軸方向
に押圧することによって溶融樹脂が管内面にはみ出して
ビードができ、このビードが流体の摩擦損失増大の原因
となったり、ビードに流体中の固形物が引っ掛かったり
するほか、ビードの部分に流体(特に水)が滞留して細
菌が生息・増殖し、水の変質や腐敗等が発生する。特
に、食品や医薬品製造用水、半導体製品の製造等に用い
られる超純水のように、きわめて高い純度を要求される
水の輸送ラインにおいては、製品品質の低下、収率の低
下等の重大な結果を引き起こすこととなる。
【0002】そこで、熱可塑性樹脂製管のバット接合に
おいて、有害な管内面のビードができるのを防止する方
法として、特開平1−110127号公報に、管端面の
加熱を輻射熱で行い、接合部の管内に拡張可能な内周支
持装置を押圧することによって管内に溶融樹脂が侵入す
るのを防止し、管端の溶接完了後、内周支持装置を復元
変形させて外部に引き出す技術が開示されている。
【0003】そして、この場合の好適な内周支持装置と
して、エラストマまたはシリコンゴム製のブラダー(b
ladder:空気袋)が挙げられており、これを軸方
向に機械的伸縮させる、加圧空気等の圧力媒体の供給圧
力を調節する、熱膨張性媒体を熱膨張性媒体を充填し電
熱加熱する等の方法によって、接合部の管内周に圧接さ
せまたは収縮復元しようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術においてはブラダーという比較的肉厚の薄い中空の袋
を用いるために変形しやすいとともに管内周を押圧する
圧力が弱く、従って溶融樹脂が管内に侵入しやすくな
り、内面のバリ発生を確実に防止することができないと
いう問題がある。また、加圧空気、熱膨張性媒体と電気
等を用いる場合、装置や操作が面倒となる。
【0005】更に、上記従来の技術においては輻射熱に
よる加熱を行うが、この加熱方法は外気温の変化、風の
有無、熱源と接合部の距離、接合部の形状等の影響を受
けやすいので、接合強度のバラツキが生じやすい上、加
熱時間が長くかかり効率も悪い。
【0006】本発明は上記のような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであって、簡単な装置と操作で管内
面に有害なビードが発生するのを確実に防止でき、ま
た、接合部管端面の加熱が輻射熱による加熱方式に制限
されない、合成樹脂管の接合方法を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の合成樹脂管の接合方法は、2本の合成樹
脂管の管端面を加熱溶融した後両管端面を突き合わせて
融着し接合する合成樹脂管の接合方法において、2本の
合成樹脂管の突き合わせ部内に管の内径より小さい外径
を有する弾性体を挿入し、該弾性体を管の内径より小さ
い外径を有する2枚の板体で挟持し、該弾性体中を貫通
し管外に達するワイヤーを緊張し2枚の板体を軸方向に
押圧して拡径することによって突き合わせ部の管内壁に
圧接した後、溶融状態の両管端面を管軸方向に押圧して
融着・接合し、接合部が冷却固化後ワイヤーを弛緩し、
該弾性体を縮径復元して移動撤去させるようにしたこと
を要旨とするものである。
【0008】また、2本の合成樹脂管の管端面を加熱溶
融した後両管端面を突き合わせて融着、接合する合成樹
脂管の接合方法において、2本の合成樹脂管の突き合わ
せ部内に管の内径より小さい外径を有する弾性体を挿入
し、該弾性体を軸方向に貫通する貫通孔に該貫通孔の内
径より大きい外径を有する剛性の芯体を挿入・拡径して
該弾性体を突き合わせ部の管内壁に圧接した後、溶融状
態の両管端面を管軸方向に押圧して融着・接合し、接合
部が冷却固化後芯体を抜去して該弾性体を縮径復元し移
動撤去させることを要旨とするものである。
【0009】本発明において用いられる合成樹脂管の材
料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、ABS等の汎用熱可塑性樹脂、ポリ弗化ビニリ
デン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフ
ァイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテ
ルケトン等の結晶性または非晶性の熱可塑性エンジニア
リング樹脂、及び上記樹脂に充填材等を添加した複合材
やポリマーアロイ等が挙げられる。
【0010】本発明において両管端面を加熱溶融する方
法としては、両管端面に加熱した熱板を接触させて加熱
する方法、両管端部をヒーターで挟んで加熱する方法、
管の外面からヒーターの輻射熱で加熱する方法、熱風を
吹き付けて加熱する方法等いずれでもよいが、外気温や
風の影響を受けにくい接触式(前2者)がより好まし
い。
【0011】弾性体の材料としては、合成樹脂管の溶融
温度に耐える耐熱性、合成樹脂管との離型性(非粘着
性)、拡径や溶融樹脂の圧力等によって損傷されない表
面強度、適度の弾性等を有し、更にポアッソン比の大き
いものが好ましく、フッ素系ゴム、シリコンゴム等の合
成ゴム等が挙げられるが、特にフッ素系ゴムが好適であ
る。
【0012】弾性体は、軸方向に押圧された場合、長さ
方向の収縮が半径方向の拡径にできるだけ有効に転化さ
れ、長さ方向の収縮が内径方向へ逃げて外径の拡径率が
小さくならないように、ワイヤーを通すための貫通孔の
内径はワイヤーの操作に支障ない程度に小さいことが好
ましい。
【0013】また、弾性体は管の内径まで拡径された
後、更に、管内壁に圧接されるように、その外面が拘束
されない状態で軸方向に押圧、拡径された時の外径が、
管内径よりも若干大きくなるように形成されていること
が肝要である。
【0014】弾性体の両端面を挟んで軸方向に押圧する
板体の材料は、弾性体を圧縮する力によって破壊、変形
等を起こさない強度と剛性、及び耐熱性を有する金属、
セラミックス、合成樹脂等が用いられる。
【0015】また、弾性体に形成された貫通孔に挿入す
る芯体は、機械的強度(特に圧縮強度)及び剛性の大き
い材料で製せられ、且つ表面が平滑であることが好まし
く、鋼、真鍮製等の本体の表面に、硬質クロームメッキ
を施したもの、4フッ化エチレン樹脂を焼付けたもの等
が好適に用いられる。
【0016】なお芯体は、弾性体が拡径されて管内壁に
当接した後、更に管内壁に圧接されるように、その外面
が拘束されない状態で芯体を貫通孔に挿入し拡径した時
の弾性体の外径が、管内径よりも若干大きくなるように
形成されていることが肝要である。
【0017】
【作用】請求項1の発明においては、ワイヤーを緊張し
弾性体を軸方向に押圧することによって長さ方向に圧縮
されるが、弾性体はほぼ「中実」で、内径がほとんど変
化することなしに外径が拡径されてその外面が管の内壁
に達し、更に管の内壁に圧接される。そして、弾性体は
肉厚の薄いブラダーに比べて変形しにくく、また管の内
壁に圧接される圧力をブラダーの場合に比べて大きくす
ることができるので、突き合わせ部から溶融樹脂が管内
へ侵入するのが確実に防止される。
【0018】管接合後、ワイヤーを弛緩すると弾性体の
外径が管の内径より小さい元の寸法に縮径復元されるの
で、抵抗なく楽に移動撤去することができる。
【0019】また、請求項2の発明においては、弾性体
に形成された貫通孔に、該貫通孔の内径より大きい外径
を有する剛性の芯体を挿入することによって、弾性体は
外径が確実に拡径され、芯体を抜き去ることによって縮
径復元されるので、請求項1の発明と同様に、溶融樹脂
の管内への侵入防止、及び管外への移動撤去を行うこと
ができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明を、実施例により図面を参照し
て説明する。図1〜図3は、本発明請求項1の実施例を
示す説明図であって、図1は弾性体が押圧される前の状
態、図2は弾性体が押圧され拡径されて管の接合が終了
した状態、図3は弾性体が縮径復元されて管内から撤去
される状態を示す。
【0021】図1に示されるように、合成樹脂管P1
2 の管端面突き合わせ部の管内には、外径D1 が合成
樹脂管P1 の内径Dよりも少し小さいフッ素ゴム製の厚
肉の弾性体1が、同じく外径D2 が、合成樹脂管P1
内径Dよりも小さい板体2及び3で挟持されているとと
もに、板体2に固着された管状の支持杆4によって合成
樹脂管P1 の管外から支持されている。外径D1 は、弾
性体1が拡径されて管内面に当接した後、更に管内面に
強く圧接される寸法に形成されている。
【0022】弾性体1及び板体2には、ワイヤー5の直
径より少し大きい内径の貫通孔11及び21が開口され
ており、一端を板体3の中心部に固定されたワイヤー5
が、貫通孔11、同21及び支持杆4の内部を通って支
持杆4の外に達している。なお支持杆4は合成樹脂管P
1 内の適宜位置に配置された支持具Sで支えられてい
る。
【0023】本実施例の装置はこのような構成となされ
ているので、合成樹脂管P1 の外から支持杆4で板体2
を支持しておき、ワイヤー5を引くことによって板体3
は板体2に接近し、弾性体1を軸方向に押圧する。
【0024】図1は弾性体が押圧される前の状態を示し
ており、弾性体1は管端面突き合わせ部の管内面に支持
杆4と支持具Sで支持され、その両端面を板体2及び3
で挟持されているが、ワイヤー5は弛緩状態であり、弾
性体1の外径は最初のままで変化なく、合成樹脂管
1 ,P2 の内壁と弾性体1の外面との間には隙間が空
いている。
【0025】管端面が接合に適した溶融状態になると熱
板hを撤去し、支持杆4で板体2を支持したままワイヤ
ー5を引くと、弾性体1は板体2,3によって軸方向に
押圧されて長さ方向には圧縮されるが半径方向には拡径
され、その外面が管内壁に達した後更に管内壁に圧接さ
れる。
【0026】この状態で合成樹脂管P1 ,P2 の管端面
を管軸方向に押圧すると、図2に示されるように、溶融
樹脂が融着して合成樹脂管P1 ,P2 は接合される。こ
の際、溶融樹脂は管外にはみ出して管外面にビードBが
できるが、管内壁には弾性体1が圧接されているので管
内に溶融樹脂が侵入することはなく、従って管内面には
ビードが発生しない。
【0027】接合部の樹脂が冷却固化した後ワイヤー5
を緩めると、図3に示されるように弾性体1は外径が最
初の寸法D1 まで縮径復元され、ワイヤー5及び支持杆
4を同時に緩やかに引くことによって弾性体1はほとん
ど拡径されることなく、従って外面が損傷されることな
しに容易に移動撤去することができる。
【0028】次に、図4、図5は本発明請求項2の実施
例を示す説明図であって、図4は芯体が弾性体の貫通孔
に挿入される前の状態、図5は芯体が貫通孔に挿入さ
れ、弾性体が拡径されて、管の接合が終了した状態を示
す。
【0029】図4に示されるように、合成樹脂管P1
2 の管端面突き合わせ部の管内には、外径d1 が合成
樹脂管P1 の内径Dよりも少し小さいフッ素ゴム製の弾
性体6が支持されており、その中心部には軸方向に貫通
する内径d2 の貫通孔61が形成されている。
【0030】弾性体6の手前には、貫通孔61の内径d
2 よりも大きい外径d3 を有する鋼製の芯体7が待機し
ている。芯体7は弾性体6に対して前進・後退し、これ
によって貫通孔61に挿入・抜去可能となされている。
そして、弾性体6の外径d1、貫通孔61の内径d2
芯体7の外径d3 は、芯体7が貫通孔61に挿入され、
弾性体6が拡径されて管内壁に当接し、更に管内壁に圧
接されるように形成されている。また、芯体7の外面に
は、貫通孔61の内面との摺動抵抗を小さくするため、
硬質クロムメッキが施されている。
【0031】なお、弾性体6の支持手段、及び芯体7を
前進後退させる手段については、実施例1の場合と概ね
同様であるから省略する。
【0032】図4は、接合される合成樹脂管P1 ,P2
の管端面が管外面に当接された円筒形の電熱ヒーターH
で加熱されており、芯体7は後退した位置にあって、弾
性体6の貫通孔61へ挿入される前の状態を示す。
【0033】管端面が接合に適した溶融状態に達し、芯
体7を前進させると、芯体7は貫通孔61を押し拡げつ
つ進入するので、弾性体6は拡径され、その外面が接合
部の管内壁に圧接される。
【0034】次いで、合成樹脂管P1 ,P2 の管端面を
管軸方向に押圧すると、図5に示されるように、溶融樹
脂が融着して合成樹脂管P1 ,P2 は接合されるが、弾
性体6が管内壁に圧接されているので溶融樹脂が管内面
にはみ出すことがなく、従って管内面にはビードが発生
しない。
【0035】なお、本実施例の場合には、電熱ヒーター
Hは接合部の固定具としても使用される構造とされてお
り、合成樹脂管P1 ,P2 の管端面加熱終了後通電を止
めてそのまま接合部を保持することによって、管外面に
もビードが発生しない。
【0036】図6は芯体の他の実施例を示す説明図であ
って、芯体9を弾性体8の貫通孔81の内径より大きい
外径の部分91、貫通孔81の内径より小さい外径の部
分92、その間のテーパー部分93、貫通孔81の内径
より大きい外径の鍔部94、95で構成し、ネジ等によ
って複数の芯体片を連結した構造とすることによって、
前進・後退(図6(B)の挿入位置と(A)の抜去位置
の移動)動作がスムースに行え、且つ芯体9が弾性体8
から抜け出さず便利である。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の合成樹脂管の接合方法によれば、合成樹脂管の突き合
わせ接合部の管内に有害なビードが発生するのを確実に
防止でき、且つ、弾性体等溶融樹脂のはみ出しを防止す
るための手段が簡単で、操作も容易に行うことができ
る。
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明請求項1の実施例において、弾性体が押
圧される前の状態を示す説明図である。
【図2】本発明請求項1の実施例において、弾性体が押
圧、拡径されて管の接合が終了した状態を示す説明図で
ある。
【図3】本発明請求項1の実施例において、管の接合終
了後弾性体が縮径復元され撤去される状態を示す説明図
である。
【図4】本発明請求項2の実施例において、芯体が弾性
体の孔に挿入される前の状態を示す説明図である。
【図5】本発明請求項2の実施例において、芯体が弾性
体の孔に挿入され弾性体が拡径されて管の接合が終了し
た状態を示す説明図である。
【図6】本発明請求項2の実施例における芯体の他の実
施例を示す説明図であって、(A)は芯体が後退して抜
去された状態、(B)は芯体が前進して挿入された状
態、を示す。
【符号の説明】
1, 6, 8 弾性体 11,61,81 貫通孔 2, 3 板体 4 支持杆 5 ワイヤー 7, 9 芯体 B ビード D 管内径 D1 ,d1 弾性体の外径 D2 板体の外径 d2 貫通孔の内径 d3 芯体の外径 P1 ,P2 合成樹脂管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本の合成樹脂管の管端面を加熱溶融し
    た後両管端面を突き合わせて融着し接合する合成樹脂管
    の接合方法において、2本の合成樹脂管の突き合わせ部
    内に管の内径より小さい外径を有する弾性体を挿入し、
    該弾性体を管の内径より小さい外径を有する2枚の板体
    で挟持し、該弾性体中を貫通し管外に達するワイヤーを
    緊張し2枚の板体を軸方向に押圧して拡径することによ
    って突き合わせ部の管内壁に圧接した後、溶融状態の両
    管端面を管軸方向に押圧して融着・接合し、接合部が冷
    却固化後ワイヤーを弛緩し、該弾性体を縮径復元して移
    動撤去させるようにしたことを特徴とする、合成樹脂管
    の接合方法。
  2. 【請求項2】 2本の合成樹脂管の管端面を加熱溶融し
    た後両管端面を突き合わせて融着、接合する合成樹脂管
    の接合方法において、2本の合成樹脂管の突き合わせ部
    内に管の内径より小さい外径を有する弾性体を挿入し、
    該弾性体を軸方向に貫通する貫通孔に該貫通孔の内径よ
    り大きい外径を有する剛性の芯体を挿入・拡径して該弾
    性体を突き合わせ部の管内壁に圧接した後、溶融状態の
    両管端面を管軸方向に押圧して融着・接合し、接合部が
    冷却固化後芯体を抜去して該弾性体を縮径復元し移動撤
    去させることを特徴とする、合成樹脂管の接合方法。
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