JPH07205296A - 管状部材の溶接方法、並びに当該溶接方法の実施に用いる溶接素子 - Google Patents

管状部材の溶接方法、並びに当該溶接方法の実施に用いる溶接素子

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JPH07205296A
JPH07205296A JP4288935A JP28893592A JPH07205296A JP H07205296 A JPH07205296 A JP H07205296A JP 4288935 A JP4288935 A JP 4288935A JP 28893592 A JP28893592 A JP 28893592A JP H07205296 A JPH07205296 A JP H07205296A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内周面に溶接ビードを生ぜずに合成樹脂製管
状部材の溶接を行うことができ、特に、薄肉円筒形状の
内管部分と、内管部分に堅固に結合された波形の外管部
分とを具える二重管の溶接にも適した溶接方法および溶
接素子を提案することにある。 【構成】 二重管として構成された合成樹脂製管状部材
（１）の溶接を行うために、管状部材（１）の軸線方向
突部（10）上に装着されて管状部材（１）の芯出しを行
う内周面（23）を有する溶接素子（20）を使用する。溶
接素子（20）には環状部材（21）と、当該環状部材の外
面側に配置される加熱コイル（22）とを設ける。加熱コ
イル（22）はジグザグ状に巻回される線材（27）により
構成し、該線材を曲げ加工によりＵ字形状に変形させ、
かつ、環状部材（21）の円周方向と直交する方向に向け
て延在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、内周側から軸線方向に向けて延
在する突部を端部に有する合成樹脂製管状部材の端面突
き合わせ溶接方法、特に、電気抵抗加熱用の加熱コイル
を有する溶接素子を管状部材の端部間に配置する溶接方
法に関するものである。
【０００２】さらに本発明は、当該溶接方法の実施に使
用する溶接素子、並びに当該溶接素子を使用する溶接方
法に関するものでもある。
【０００３】
【従来技術】ヨーロッパ特許出願公開第 0 240 732号公
報には、合成樹脂製厚肉管状部材の端面突き合わせ溶接
方法が開示されている。この既知の溶接方法は、溶接す
べき管状部材の間に溶接素子を装着して管状部材の端面
全体を加熱するものであるが、しばしば不所望の溶接ビ
ードが管状部材の内周面に形成される問題点を伴う。そ
の結果、溶接すべき管状部材のみならず溶接素子も溶接
に際して厳格な整列状態で保持しなければならず、管状
部材の外周に装着可能な特殊な鞍形部材が必要となる。
【０００４】最近では、例えば耐水性を有する電線引き
込み管として二重管とも称する組み合わせ管が普及する
に至っている。この種の管状部材は、薄肉円筒形状の内
管部分と、内管部分に堅固に結合された波形の外管部分
とを具えている。しかるに、前記ヨーロッパ特許出願公
開第 0 240 732号公報に開示されている溶接方法は、こ
のような特殊な管状部材の溶接には不適当である。
【０００５】
【発明の開示】上述した従来技術に立脚する本発明の課
題は、内周面に溶接ビードを生ぜずに管状部材の中心溶
接を達成することができ、前記の二重管または組み合わ
せ管の溶接にも適した溶接方法、並びに当該溶接方法の
実施に使用する溶接素子を提案することにある。
【０００６】この課題を解決するため、本発明による溶
接方法は、内周側から軸線方向に向けて延在する突部を
端部に有する合成樹脂製管状部材の端面突き合わせ溶接
を行うにあたり、電気抵抗加熱用の加熱コイルを有する
溶接素子を管状部材の端部間に配置するものにおいて、
両管状部材を相互に対向させた整列状態で突部を同時に
溶接素子と係合させると共に両突部間に間隙を残す工程
と、加熱コイルに電流を供給して抵抗加熱を行うことに
より管状部材および溶接素子の少なくとも相互接触面領
域で合成樹脂材料を溶融させ、しかも突部の端面では材
料の溶融を阻止する工程と、抵抗加熱の間に管状部材に
軸線方向の圧力を負荷して突部の端面がストッパーとし
て相互に当接するまで軸線方向移動を生じさせる工程
と、加熱コイルに対する電流供給を遮断して溶接領域が
冷却固化するまで管状部材を保持する工程とを具えるこ
とを特徴とする。
【０００７】また、上述した溶接方法の実施に使用する
本発明の溶接素子は、合成樹脂製の環状部材を具え、そ
の外面の少なくとも３面に加熱コイルを設けたことを特
徴とする。
【０００８】さらに、上述した溶接素子を使用する本発
明の溶接方法は、円筒状の内管部分と、該内管部分の外
周に堅固に結合され、かつ、軸線方向に波形をなす外管
部分とを具える管状部材を溶接するにあたり、内管部分
の端部に溶接素子と係合させるための軸線方向突部を形
成することを特徴とする。
【０００９】なお、本発明の有利な実施態様は、従属請
求項に記載したとおりである。
【００１０】
【発明を実施するための最良の形態】以下、図示実施例
につき本発明を一層具体的に説明する。
【００１１】図１および図２は、二重管または波形管と
して形成された合成樹脂製の管状部材１の端部を示すも
のである。この種の管は、円筒状をなして貫通する内管
部分２と、波形状の外管部分３とが製造時に相互に堅固
に結合されたものである。外管部分３には台形断面の山
部４および谷部５を環状に配列して設け、それぞれ外壁
６、一対の傾斜側壁7, 8および内壁９により限定する。
【００１２】突き合わせ溶接すべき管状部材１の端部
を、谷部における切断部により形成するものとし、この
場合には内管部分２および内壁９における軸線方向の突
部10の内側端面11を突き合わせ面とする。
【００１３】管状部材１の溶接に供する溶接素子20は、
合成樹脂製の環状部材21と、その外周部に配置された加
熱コイル22とで構成する。
【００１４】環状部材21は、谷部５に対応する台形断面
とし、芯出し面としての内周面23と、一対の傾斜側面24
と、外周面25とにより限定する。
【００１５】加熱コイル22として、抵抗線26を蛇行させ
又はジグザグ状に巻回配列すると共に合成樹脂により被
覆して設け、その線材27を環状部材21の円周方向に対し
て直交する方向に向けて延在させる（図３も参照された
い）。加熱コイル22を曲げ加工によりＵ字断面形状に変
形させ、環状部材21における一方の側面24から外周面25
を経て他方の側面24まで至る配置とする。
【００１６】側面24における線材27の折り返し端28を所
定距離だけ内周面23から離間配置して、内周領域では合
成樹脂の溶融を殆ど又は全く生じさせないものとする。
【００１７】Ｕ字断面形状の加熱コイル22の両側部29
を、側面24内で軸線方向内方に向けてオフセットさせた
表面24Ａに重ね、そのオフセット量は抵抗線26における
合成樹脂被覆の外径の約 1/2とする。
【００１８】その結果、溶接素子20を所定位置に装着し
た状態で、図１に示すように、側面24と側壁7, 8との間
に間隙12が形成される。
【００１９】加熱コイル22をオーム抵抗値が完全に又は
ほぼ等しい２本のコイル部分から構成し、各コイル部分
を相互に並列接続すると共に環状部材21の半周に沿って
配置するのが好適である。
【００２０】溶接に際して、まず、管状部材１を突部10
において溶接素子20と係合させて、溶接素子20の芯出し
面23により管状部材１を相互に芯出しする。この状態で
は、図１に示すとおり、内側端面11の相互間に間隙13
が、また、溶接素子20の環状部材21と管状部材１との間
に前述した間隙12が、それぞれ形成される。
【００２１】加熱コイル22に電流を供給すると、溶接素
子20の環状部材21と管状部材１の端部が側面24および側
壁7, 8の領域で加熱され、当該領域における合成樹脂材
料が軟化する。
【００２２】これと同時に、管状部材１に軸線方向の圧
力を作用させ、軟化していない内側の端面11を相互に突
き合わせる。この圧力を軟化材料が冷却するまで維持す
ると、管状部材１の内周に溶接ビードを伴わない堅固な
溶接継手が形成される（図２参照）。
【００２３】図４および図５は、溶接素子の変形例を示
すものである。本例の溶接素子30は、合成樹脂被覆を施
した抵抗線26により環状部材31の断面全周を包囲して加
熱コイル32を構成したものである。
【００２４】図６Ａ，図６Ｂ，および図６Ｃは、図１お
よび図２の実施例と同様に、内管部分２および外管部分
３を有する二重管または波形管として形成された管状部
材１の端部を、溶接素子30により溶接する方法を例示す
るものである。
【００２５】図６Ｂは溶接前に間隙12を形成する内側リ
ング33を溶接素子30に組み合わせた変形例を、また、図
６Ｃは同様の機能を発揮する外側リング34を溶接素子30
に組み合わせた変形例を、それぞれ示すものである。
【００２６】図７Ａ，図７Ｂおよび図７Ｃは、厚肉管10
0 の溶接に適した溶接素子の変形例を示すものである。
本例の溶接素子30ａは、図４および図５の実施例と同様
に、加熱コイル32ａにより矩形または正方形断面を有す
る環状部材31ａの断面全周を包囲して構成する。管100
の端部に凹所を設けて軸線方向の突部101 を形成し、そ
の内側端面102 において突き合わせを行う。
【００２７】溶接前に端面102 の相互間に図１および図
２の実施例について記述した間隙13を形成し、引き続い
て溶接を同様に行う。図７Ｂは内側リング33ａを溶接素
子30ａに組み合わせた変形例を、また、図７Ｃは同様の
機能を発揮する外側リング34ａを溶接素子30ａに組み合
わせた変形例を、それぞれ示すものである。
【００２８】図９Ａおよび図９Ｂは、図７の実施例と同
様に厚肉管100 の溶接に適した溶接素子の変形例を示す
ものである。本例の溶接素子20ａは、図１〜図３の実施
例と同様の構成を有するものとする。加熱コイルの線材
27ａを、図９Ａの実施例では一方の側面24ａから外周面
25ａを経て他方の側面24ａに至る配置とし、また、図９
Ｂの実施例では一方の側面24ａから内周面23ａを経て他
方の側面24ａに至る配置とする。
【００２９】図８Ａ，図８Ｂおよび図８Ｃ、並びに図10
Ａおよび図10Ｂは、波形管200 の溶接に適した溶接素子
の変形例を示すものである。この波形管200 において、
谷部201 および山部202 は半円断面形状に形成されてい
る。溶接は谷部201 において行うものとし、したがって
波形管の端部は突部203 の端面204 において突き合わせ
る。
【００３０】図８Ａ，図８Ｂおよび図８Ｃに示す溶接素
子30ｃには、図４および図５の実施例と同様の加熱コイ
ル32ｃを設け、その環状部材31ｃの断面形状を谷部201
の形状に対応させる。
【００３１】溶接素子30ｃの環状部材31ｃに、図８Ｂに
示す変形例では内側リング33ｃを、図８Ｃに示す変形例
では外側リング34ｃを、それぞれ組み合わせる。
【００３２】図10Ａおよび図10Ｂに示す変形例におい
て、溶接素子20ｃは、図１〜図３の実施例と同様の構成
を有するものとし、波形管200 の谷部201 に対応する形
状とした環状部材21ｃを具え、加熱コイル22ｃに対応す
る曲げ加工を施した配置とする。
【００３３】なお、図１および図２に示す実施例でも、
図９Ｂおよび図10Ｂの変形例と同様に、加熱コイル22
を、台形断面の環状部材21における内周面23および側面
24, 25の一部に沿って配置する構成とすることが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、溶接素子を装着した一対の管状部材の
溶接前の端部を示す部分縦断面図である。
【図２】図２は、溶接後の管状部材の端部を示す部分縦
断面図である。
【図３】図３は、図１および図２に示す溶接素子の部分
正面図である。
【図４】図４は、溶接素子の変形例を示す部分断面図で
ある。
【図５】図５は、図４に示す溶接素子の部分正面図であ
る。
【図６】図６は、本発明による溶接方法の各種態様を示
す略図である。
【図７】図７は、厚肉管の溶接に適した溶接素子の変形
例を示す略図である。
【図８】図８は、波形管の溶接に適した溶接素子の変形
例を示す略図である。
【図９】図９は、厚肉管の溶接に適した溶接素子の他の
変形例を示す略図である。
【図10】図10は、波形管の溶接に適した溶接素子の他の
変形例を示す略図である。
【符号の説明】
１ 管状部材 ２ 内管部分 ３ 外管部分 ４ 山部 ５ 谷部 ６ 外壁 7, 8 側壁 ９ 内壁 10 軸線方向突部 11 内側端面 12, 13 間隙 20, 20a, 20c, 30, 30a, 30c 溶接素子 21, 21c, 31, 31a, 31c 環状部材 22, 22c, 32, 32a, 32c 加熱コイル 23, 23a 内周面 24, 24a 側面 24A オフセット表面 25, 25a 外周面 26 抵抗線 27, 27a 加熱コイルの線材 28 折り返し端 29 加熱コイルの側部 33, 33a, 33c 内側リング 34, 34a, 34c 外側リング 100 厚肉管 101 軸線方向突部 102 内側端面 200 波形管 201 谷部 202 山部 203 軸線方向突部 204 内側端面

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内周側から軸線方向に向けて延在する突
    部を端部に有する合成樹脂製管状部材の端面突き合わせ
    溶接方法であって、電気抵抗加熱用の加熱コイルを有す
    る溶接素子を管状部材の端部間に配置するものにおい
    て： − 両管状部材を相互に対向させた整列状態で突部を同
    時に溶接素子と係合させると共に両突部間に間隙を残す
    工程と； − 加熱コイルに電流を供給して抵抗加熱を行うことに
    より管状部材および溶接素子の少なくとも相互接触面領
    域で合成樹脂材料を溶融させ、しかも突部の端面では材
    料の溶融を阻止する工程と； − 抵抗加熱の間に管状部材に軸線方向の圧力を負荷し
    て突部の端面がストッパーとして相互に当接するまで軸
    線方向移動を生じさせる工程と； − 加熱コイルに対する電流供給を遮断して溶接領域が
    冷却固化するまで管状部材を保持する工程と；を具える
    ことを特徴とする溶接方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の溶接方法の実施に使用す
    る溶接素子であって、合成樹脂製の環状部材（21, 31）
    を具え、その外面の少なくとも３面に加熱コイル（22,
    32）を設けたことを特徴とする溶接素子。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の溶接素子において、合成
    樹脂被覆を施した抵抗線（26）を環状部材の断面全周に
    巻回することにより加熱コイル（32）を形成したことを
    特徴とする溶接素子。
  4. 【請求項４】 請求項２記載の溶接素子において、加熱
    コイル（22）として抵抗線（26）を蛇行させ又はジグザ
    グ状に巻回配列すると共に合成樹脂により被覆して設
    け、その線材（27）を環状部材（21）の円周方向に対し
    て直交する方向に向けて延在させると共に環状部材（2
    1）における一方の側面（24）から外周面または内周面
    （25, 23）を経て他方の側面（24）まで至る配置とした
    ことを特徴とする溶接素子。
  5. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれか一項に記載の溶
    接素子において、環状部材（21）の内周面（23）を溶接
    すべき管状部材（１）の芯出し面として形成したことを
    特徴とする溶接素子。
  6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の溶接素子にお
    いて、環状部材（21）の側面（24）における抵抗線の線
    材（27）の折り返し端（28）を、外周面または内周面
    （25, 23）から所定距離だけ離間させて配置したことを
    特徴とする溶接素子。
  7. 【請求項７】 請求項２〜６のいずれか一項に記載の溶
    接素子において、加熱コイル（22）をオーム抵抗値が完
    全に又はほぼ等しい２本のコイル部分から構成し、両コ
    イル部分を相互に並列接続すると共にそれぞれ環状部材
    （21, 31）の半周に沿って配置したことを特徴とする溶
    接素子。
  8. 【請求項８】 請求項２〜７のいずれか一項に記載の溶
    接素子において、環状部材（21, 31）を、内周面（23）
    に向けて幅が減少する台形断面形状に形成したことを特
    徴とする溶接素子。
  9. 【請求項９】 請求項２〜８のいずれか一項に記載の溶
    接素子を使用する溶接方法であって、円筒状の内管部分
    （２）と、該内管部分の外周に堅固に結合され、かつ、
    軸線方向に波形をなす外管部分（３）とを具える管状部
    材（１）を溶接するものにおいて、内管部分の端部に溶
    接素子（20, 30）と係合させるための軸線方向突部（1
    0）を形成することを特徴とする溶接方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の溶接方法において、管
    状部材（１）として、外管部分（３）が台形断面を有す
    るものを使用することを特徴とする溶接方法。
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