JPH0587285A - ポリオレフイン管と他の管との管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリオレフィン管接続口35と金属管接続口39
を有する形状記憶樹脂の成形体よりなり、金属管接続口
39には金属製の雌ねじ筒体43一体に固着されており、ポ
リオレフィン管接続口35は拡径前の形状を記憶させた拡
径部45となっており、拡径部45の内面に熱融着性樹脂層
47が一体に設けられている管継手。 【効果】 形状記憶樹脂の記憶形状回復力（収縮力）を
利用してポリオレフィン管との融着接続を行うため、ポ
リオレフィン管を確実に融着でき、強固で水密性の高い
接続を行える。作業に手間がかからない。ポリオレフィ
ン管にねじり歪を与えない。ポリオレフィン管が多少偏
平になっていても接続可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィン管とそ
の他の管とを接続する管継手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、水道用配管、給湯用配管、温泉輸
送管などに金属管に代えてポリオレフィン管（ポリエチ
レン管など）が使用されるようになってきている。ポリ
オレフィン管は金属管に比べ、軽量で取扱いが容易であ
る、耐食性および耐薬品性に優れている、スケールの付
着が少ない、長尺で接続箇所が少なくて済む、可撓性が
よい等の利点があり、それらの性能は年々向上してい
る。

【０００３】しかしポリオレフィン管を使用する場合、
配管系統をすべてポリオレフィン管にすることは難し
く、例えば強度、耐熱性または不燃性の要求から、部分
的に金属管を使用する場合や、既設の金属管や硬質ポリ
塩化ビニル管を利用する場合、あるいは金属製の分配器
（これも金属管の一種とみる）を使用する場合もある。
このような場合にはポリオレフィン管と金属管等の他の
管との接続が必要となるが、従来、ポリオレフィン管と
他の管との接続には一般にメカニカル式の管継手が使用
されている。その構造を図18および図19に示す。

【０００４】この管継手は、ポリオレフィン管11の端部
内面に図19に示すようなインコア13を挿入すると共に、
端部外面に縦割り入りの内径が可変なリング15をセット
して、その外周に袋ナット17を配置し、この袋ナット17
を継手本体19に螺着して締め上げることにより、インコ
ア13とリング15でポリオレフィン管11の端部の肉厚部を
挟みつける構造である。継手本体19の反対側には雄ねじ
部21が形成され、そこに金属管が接続されるようになっ
ている。

【０００５】このほか最近では、JIS K 6763の水道用ポ
リエチレン管継手や、JIS K 6770の架橋ポリエチレン管
継手なども使用されるようになっている。JIS K 6763の
管継手は、金属管側がねじ込み接続で、ポリエチレン管
側が融着接続となっている。またJIS K 6770の管継手
は、架橋ポリエチレン管の接続口に熱融着作業を容易に
するため発熱体が内蔵されているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】メカニカル式の管継手
は、ポリオレフィン管の接続にインコア挿入、リング取
付け、袋ナット締付けなどの作業が必要であるため手間
がかかるだけでなく、袋ナットを締め付けるときにポリ
オレフィン管も同じ方向に回転してねじれてしまい、作
業がし難い上、配管後のポリオレフィン管にねじれ歪が
残留したり、そのねじれ歪を戻そうとする弾性復元力で
締め付けたはずの袋ナットがゆるんでしまう等の問題が
ある。このように従来のメカニカル式の管継手は、その
作業性の悪さからポリオレフィン管の確実な接続ができ
ず、漏れが発生することがあり、また構造的にも漏れが
発生する危険性の高いものであった。

【０００７】またJIS K 6763の水道用ポリエチレン管継
手は、ポリエチレン管を接続する際に、ポリエチレン管
の端部を加熱して溶融させた状態で、継手に挿入する必
要があるため、接続作業が面倒であるという欠点があ
る。

【０００８】これに対しJIS K 6770の管継手は、接続口
にポリエチレン管を挿入して発熱体を通電加熱するだけ
で熱融着が行えるので、接続作業は容易である。しかし
この管継手は、接続口の内面とポリエチレン管の外表面
を溶融させて融着するだけであるので、管継手とポリエ
チレン管との接続強度という点では満足なものではな
く、また管継手の接続口とポリエチレン管とを全周にわ
たって一様に融着させるためには両者のクリアランスを
出来るだけ小さくしておく必要があり、このため製造時
や運搬時にポリエチレン管に少しでも断面形状の変形が
生じると、管継手への挿入ができなくなるという問題が
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決したポリオレフィン管と他の管とを接続する
管継手を提供するもので、その構成は、ポリオレフィン
管の接続口と他の管の接続口とを有する形状記憶樹脂の
成形体よりなり、他の管の接続口には金属製の雌ねじ筒
体または雄ねじ筒体がねじ部を露出させて一体に固着さ
れており、ポリオレフィン管の接続口は拡径を伴う形状
記憶処理により拡径前の形状を記憶させた拡径部となっ
ており、その拡径部の内面には拡径部を加熱縮径させる
ときの温度で溶融してポリオレフィン管の外表面と融着
する熱融着性樹脂層が一体に設けられていることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】この管継手と金属管等との接続は従来同様、雌
ねじ筒体または雄ねじ筒体と金属管とのねじ込み接続で
あるが、ポリオレフィン管との接続は、ポリオレフィン
管接続口にポリオレフィン管を挿入して、拡径部を加熱
するだけでよい。この加熱により拡径部が縮径してポリ
オレフィン管を外周から締め付けると同時に、その内面
の熱融着性樹脂層が溶融してポリオレフィン管の外表面
と熱融着する。このようにこの管継手は締付けと熱融着
が同時進行するため、管継手とポリオレフィン管が確実
に融着一体化し、漏れのない接続を行うことができる。
またポリオレフィン管にねじり力が作用しないので、ね
じれ歪が残るおそれも皆無である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。この管継
手31は、一端側にポリオレフィン管33の接続口35を、他
端側に金属管37の接続口39を有するように筒状に成形さ
れた形状記憶樹脂の成形体41を備えている。

【００１２】成形体41の金属管接続口39の内面には金属
製の雌ねじ筒体43が一体に設けられている。この雌ねじ
筒体43は形状記憶樹脂の成形時に金型内にセットしてお
いて樹脂成形を行う、いわゆるインサート成形により成
形体41と一体化されているものである。雌ねじ筒体43の
雌ねじ部44の仕様は、JIS B 0203に規定される管用テー
パーねじである。

【００１３】ポリオレフィン管接続口35は、拡径を伴う
形状記憶処理により拡径前の形状を記憶させた拡径部45
となっており、その拡径部45の内面には熱融着性樹脂層
47が一体に設けられている。熱融着性樹脂層47は拡径部
45を加熱縮径させるときの温度で溶融してポリオレフィ
ン管33の外表面と融着する材料からなっている。

【００１４】成形体41用の形状記憶樹脂としては、記憶
形状回復温度が熱融着性樹脂層47の溶融温度より高いも
のを使用する必要があり、例えばポリノルボルネン（ノ
ルボルネン系モノマーの開環重合体）、ポリエステル、
ポリウレタン、エポキシ樹脂、ナイロン等が使用可能で
ある。中でも熱硬化性ポリノルボルネンは、熱融着性樹
脂層47としてポリオレフィン管と同種のポリマーを使用
可能なこと、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、かつＴｇ
の選択設定が容易であること等から特に好適である。

【００１５】成形体41のポリオレフィン管接続口35の内
径は、成形体41の一次賦形時には接続すべきポリオレフ
ィン管33の外径より若干小さく設定されており、その後
の二次賦形処理（形状記憶処理）によりポリオレフィン
管33の外径より大きく拡径される。二次賦形処理は通常
Ｔｇ以上の温度に加熱し、拡径したのち、その形状を保
持したまま冷却することにより行われる。この処理によ
り拡径部45は拡径前の形状（ポリオレフィン管33より小
さい内径）を記憶した状態で拡径後の形状（ポリオレフ
ィン管33より大きい内径）に固定され、その後、Ｔｇ以
上の温度に加熱されると再び拡径前の形状に戻る性質が
付与される。

【００１６】拡径部45の内面に設けられる熱融着性樹脂
層47の材料は、接続するポリオレフィン管35と熱融着可
能なものであればよく、なかでも形状記憶樹脂成形体の
製造時に該成形体と融着し得る材料が好ましい。例えば
形状記憶樹脂としてポリノルボルネンを用い場合には、
高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリ
エチレン、ポリブテン−１、エチレン−プロピレン共重
合体、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体
（ＥＡＡ）、エチレン−エチルアクリル酸共重合体（Ｅ
ＥＡ）などのオレフィンを主成分とするポリマーが使用
可能である。これらは単独で用いてもよいし、２種以上
を適宜組み合わせて用いてもよい。また形状記憶樹脂成
形体と融着しない樹脂を用いる場合には、熱融着性樹脂
層47の外周面に接着剤を塗布して形状記憶樹脂を成形す
る等の工夫が必要である。

【００１７】成形体41の軸線方向中間部外周には、金属
管37と接続する際にスパナ等で容易につかめるようにす
るため、六角面（または八角面）49が形成されている。

【００１８】次に、この管継手31によるポリオレフィン
管33と金属管37の接続方法を説明する。まず金属管37の
端部の雄ねじ部51に、管継手31の雌ねじ筒体43を螺合さ
せ、十分に締め付けた後、ポリオレフィン管接続口35に
ポリオレフィン管33を挿入する。図２はこのときの状態
を示す。この状態で拡径部45の外周に電熱ヒーターを被
せ、拡径部45をＴｇ以上の温度に加熱する。すると拡径
部45が縮径してポリオレフィン管33を締め付けると同時
に、その内面の熱融着性樹脂層47が溶融してポリオレフ
ィン管33の外表面と熱融着する。その結果、図３に示す
ようにポリオレフィン管33が、すでに形成体41と一体化
されている熱融着性樹脂層47と一体化され、強固で、水
密性の高い接続状態が得られる。

【００１９】図４は本発明の他の実施例を示す。この管
継手31が図１の実施例と異なる点は、成形体41と雌ねじ
筒体43との一体性をより強固にするため、両者間にエポ
キシ系接着剤53を介在させたことと、製造上の理由から
熱融着性樹脂層47が拡径部45の内面だけでなく非拡径部
の内面にも連続して設けられていることである。

【００２０】図４の管継手31は次のようにして製造する
ことができる。まず雌ねじ筒体43の一端側に形成された
ギザギザ部55に熱融着性樹脂層47を形成するための熱融
着性樹脂パイプ（直管状）を嵌合すると共に、雌ねじ筒
体43のギザギザ部55以外の外周面にエポキシ系接着剤53
を塗布する。必要に応じて熱融着性樹脂パイプの外周面
に同接着剤を塗布してもよい。その後、熱融着性樹脂パ
イプ付きの雌ねじ筒体43を金型内にセットして、形状記
憶樹脂の成形を行う。これにより形状記憶樹脂の成形体
41と雌ねじ筒体43がエポキシ系接着剤53を介して一体化
され、かつ成形体41の内面に熱融着性樹脂層47が一体に
設けられた状態となる。その後、成形体41のポリオレフ
ィン管接続口35に拡径を伴う形状記憶処理を施して拡径
部45を形成すれば、図４のような管継手31が得られる。

【００２１】図５は本発明のさらに他の実施例を示す。
この管継手31は、雌ねじ筒体43の外周面にスパナ等をか
けるための六角面49を形成したもので、それ以外の構造
は図４の実施例と実質的に同じである。以下、先に説明
した実施例と実質的に同じ部分については図面の同一部
分に同一符号を付して説明を省略する。

【００２２】図６は本発明のさらに他の実施例を示すも
ので、この管継手31は形状記憶樹脂の成形体41がエルボ
形になっていること以外は図１の実施例と同じである。

【００２３】以上の各実施例は、ポリオレフィン管接続
口35が一つ、金属管接続口39が一つの場合であるが、図
７ないし図11に示す各実施例は、ポリオレフィン管接続
口35および金属管接続口39のいずれか一方が一つで、他
方が複数個ある場合である。各実施例とも、上記以外の
構造は図１の実施例と同じである。

【００２４】図12は本発明のさらに他の実施例を示す。
この管継手31は、形状記憶樹脂の形成体41の金属管接続
口39の外周面に、金属製の雄ねじ筒体57を一体に設けた
ものである。59は雄ねじ部であり、その仕様はJIS B 02
03に規定されたものである。上記以外の構造は図１の実
施例と同じである。

【００２５】図13は本発明のさらに他の実施例を示す。
この管継手31は、形状記憶樹脂の成形体41の金属管接続
口39に、先端部に雄ねじ部59を有し、中間部に六角面49
を有する雄ねじ筒体57を一体に設けたものである。雄ね
じ筒体57と成形体41との結合構造その他は図４および図
５の実施例と同じである。

【００２６】次に本発明に係る管継手の拡径部の加熱方
法を図14ないし図16を参照して説明する。図14の方法
は、拡径部45にの外周面に帯状電熱ヒーターまたは筒形
電熱ヒーターなどの接触型のヒーター61を配置して加熱
する方法である。図15の方法は、拡径部45内に電熱線63
を埋め込んでおいて、それを通電加熱する方法である。
図16の方法は、熱融着性樹脂層47を導電性とし、その両
端に電極65を設置しておいて、熱融着性樹脂層47を通電
加熱する方法である。

【００２７】ところで、接続すべきポリオレフィン管が
無架橋のポリオレフィン管である場合には、本発明の管
継手との接続は容易である。しかしポリオレフィン管が
耐熱性向上の見地から一般に使用されている架橋ポリオ
レフィン管である場合には、架橋ポリオレフィンが溶融
しにくいことから、本発明の管継手との融着一体化が必
ずしも円滑にいかない場合がある。その場合には図17に
示すように架橋ポリオレフィン管67の外周面に無架橋の
ポリオレフィン被膜69を一体に設けたポリオレフィン管
33を使用することにより、本発明の管継手との融着一体
化を確実なものにすることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る管継手
は、金属管等の他の管との接続は従来同様ねじ込み式で
あるが、従来問題となっていたポリオレフィン管との接
続は融着により行うものであり、しかもこの融着接続は
形状記憶樹脂の記憶形状への回復力（収縮力）を融着部
に作用させながら行うものであるため、ポリオレフィン
管との融着が確実なものとなり、従来のメカニカル式管
継手のような機械的接続より強固で水密性の高い接続を
行うことができ、またJIS K6763の管継手による融着接
続より接続作業が簡単である。

【００２９】さらにポリオレフィン管は製造、運搬、保
管の際の履歴により断面形状が多少偏平になることがあ
るが、本発明の管継手はポリオレフィン管接続口が形状
記憶処理のため拡径されるので、拡径の際にポリオレフ
ィン管とのクリアランスを十分大きくとることができ、
このためポリオレフィン管が多少偏平になっていても、
容易に挿入可能であり、かつ接続時には拡径部が縮径し
て全周にわたってポリオレフィン管と密着するため、高
い接続強度と水密性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る管継手を、ポリオレ
フィン管および金属管と共に示す半分切開正面図。

【図２】 図１の管継手によりポリオレフィン管と金属
管を接続する過程を示す半分切開正面図。

【図３】 図１の管継手によりポリオレフィン管と金属
管を接続した状態を示す半分切開正面図。

【図４】 本発明に係る管継手の他の実施例を示す半分
切開正面図。

【図５】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を示
す半分切開正面図。

【図６】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を示
す部分切開正面図。

【図７】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を示
す部分切開正面図。

【図８】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を示
す部分切開正面図。

【図９】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を示
す部分切開正面図。

【図１０】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を
示す部分切開正面図。

【図１１】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を
示す断面図。

【図１２】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を
示す半分切開正面図。

【図１３】 本発明に係る管継手のさらに他の実施例を
示す半分切開正面図。

【図１４】 本発明に係る管継手の拡径部の加熱方法の
一例を示す半分切開正面図。

【図１５】 本発明に係る管継手の拡径部の加熱方法の
他の例を示す半分切開正面図。

【図１６】 本発明に係る管継手の拡径部の加熱方法の
さらに他の例を示す半分切開正面図。

【図１７】 ポリオレフィン管の一例を示す横断面図。

【図１８】 従来のメカニカル式管継手を示す半分切開
正面図。

【図１９】 図１８の管継手に使用されるインコアとリ
ングを示す半分切開正面図。

【符号の説明】

31：管継手 33：ポリオレフィン管 35：ポリオレ
フィン管接続口 37：金属管 39：金属管接続口 41：形状記憶樹脂
の成形体 43：雌ねじ筒体 44：雌ねじ部 45：拡径部47：熱
融着性樹脂層 53：エポキシ系接着剤 57：雄ねじ筒体 59：雄ね
じ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン管の接続口と他の管の接続
   口とを有する形状記憶樹脂の成形体よりなり、他の管の
   接続口には金属製の雌ねじ筒体または雄ねじ筒体がねじ
   部を露出させて一体に固着されており、ポリオレフィン
   管の接続口は拡径を伴う形状記憶処理により拡径前の形
   状を記憶させた拡径部となっており、その拡径部の内面
   には拡径部を加熱縮径させるときの温度で溶融してポリ
   オレフィン管の外表面と融着する熱融着性樹脂層が一体
   に設けられていることを特徴とするポリオレフィン管と
   他の管との管継手。