JPH10138346A - フッ素樹脂製チューブの継手用抜け止めリングの溶着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 フッ素樹脂製チューブの端部付近を拡径した
後、この拡径部外周面に継手部としてのチューブ抜け止
め用のリングを簡単迅速かつ強固に被着する。 【解決手段】 チューブに拡径部分を形成してその外側
にリングを被着することで、抜け止めを施したチューブ
継手部を作るに当り、フッ素樹脂製のチューブ１の端部
付近を拡径治具２で拡径して得たチューブ拡径部１ａの
外周面に、前記チューブ１よりも高融点のフッ素樹脂製
の抜け止め用リング３を被せるとともに、このリング３
の外側に電磁発熱筒４を着脱可能に配置し、さらに、そ
の周囲を取り囲んで電磁結合コイルＬを配し、このコイ
ルＬからの交番磁界を受けて発熱する前記電磁発熱筒４
から前記リング３の厚み方向に伝わる伝導熱で、前記拡
径部１ａの外周面に前記抜け止め用リング３をこれら両
者の対接面における加熱溶着部５で加熱溶着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シリコン単結晶
ウエハーなどの半導体・液晶パネルなどの製造現場にお
ける洗浄用純水や薬液の配管継手部分の施工に用いて有
用なフッ素樹脂パイプやチューブの継手用抜け止めリン
グの溶着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱接着性材料の接着方法としては、従
来、例えば特開昭６２−２６１４２３号公報記載のもの
が有った。この従来の技術は、２枚以上のプラスチック
シート相互を、または、１枚以上のプラスチックシート
と一個以上の形成物とを熱接着する方法のうち、被接着
物の少なくとも一方の接着面を熱接着性材料で形成し、
または、接着面の間に熱接着性材料を挿入し、該熱接着
性材料を加熱して接着する方法において、高周波を反射
及び吸収しにくく、さらに耐熱性を有する支持体と該支
持体の被接着物側に支持された高周波誘導により発熱す
る加熱媒体より構成される加熱用の型を、被接着物に直
接、または、間接的に少なくとも一方から押し付け、該
加熱媒体を高周波誘導により発熱させることによって、
該熱接着性材料を加熱して該被接着物を接着する方法で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の技術
は、高周波誘導によりショートリング作用で発熱する加
熱媒体で熱接着性材料を加熱して被接着物を接着する方
法ではあるが、唯一の実施例である高周波誘導手段とし
ては、コイルの中心線に対し、加熱媒体と称する二つ割
り合着の半円凹所が有る導体板からなるショートリング
の軸線とが直交していて、コイルの外部に存在するの
で、コイルからの磁力鎖交効率が著しく悪く、不経済か
つ加熱に時間が掛り、非能率であるという第１の問題点
が有る。

【０００４】また、この従来例は、加熱媒体自体を二つ
割による必要から、その二枚合せ結合に手間が掛る上
に、結合部の接触抵抗や板厚不均等による発熱ムラが生
じて、均等な樹脂管などの加熱接着ができないという本
質的な第二の問題点も有る。

【０００５】さらに、この従来例は、プラスチックシー
ト同士またはプラスチックシートに他の形成物を加熱接
着しようとする接着方法であるから、フッ素樹脂製のチ
ューブの端部付近を拡径することができないし、その外
周面に抜け止めリングを溶着することも簡単には不可能
であるという本質的な第３の問題点が有る。

【０００６】また、これとは別にフッ素樹脂チューブ同
士を連結する方法としては、特開昭５４−１０３７８号
公報記載のものも周知である。この従来例は、互に接合
しようとするポリテトラフルオロエチレン樹脂の管又は
棒の端部を他方の管の端部に挿入して嵌合させ、該嵌合
部分をその外径よりわずかに大きい内径を有するポリテ
トラフルオロエチレン樹脂より膨張率の小さい耐熱性材
料の筒内に置き、この耐熱性材料の筒を加熱することに
より前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂の嵌合部分を
融点以上の温度に加熱せしめることを特徴とするポリテ
トラフルオロエチレン樹脂の管と管又は管と棒との接合
方法である。

【０００７】ところが、この従来例では、ニクロム巻線
からなるヒータ巻線とガラス筒等からなる耐熱筒体の二
つの部材が平面的に円形でエンドレスであるため、チュ
ーブの加熱接合部から上記両者を取外すには、長尺のチ
ューブの長さ方向に両者を移動させて外す必要が有って
面倒かつ作業性悪く、既設配管取付済のチューブ同士の
接合にはチューブ取付部が邪魔して耐熱筒体等をチュー
ブから取外せないため、適用不可能であるという本質的
かつ重大な問題点が有る。

【０００８】この従来例の問題点を克服したものに、従
来、例えば本出願人が先に提案した特開平８−１８３０
９８号公報記載のものも有る。この従来の技術は、フッ
素樹脂チューブ同士の接合部を加熱して前記接合部を溶
着するに当り、フッ素樹脂チューブ同士の接合部付近の
周面に加熱溶着性樹脂管を被着し、この樹脂管の周面に
さらに耐熱筒体を密接して被せるとともに、この耐熱筒
体の周面に導電発熱体を着脱可能に密着配置し、さらに
その周囲を取り囲んで電磁結合コイルを取外し可能に配
してこのコイルからの交番磁界を受けて発熱する前記導
電発熱体から前記耐熱筒体を伝わる伝導熱で、前記接合
部付近の周面に前記加熱溶着性樹脂管を溶着部で溶着し
てフッ素樹脂チューブ同士を連結する方法である。

【０００９】しかし、この従来の技術は、フッ素樹脂製
チューブ同士を溶着連結しようとする方法であって、本
発明のようにチューブの端部付近を拡径することがこの
従来例でもできないし、その外周面に抜け止めリングを
溶着することも簡単には不可能であるという本質的な問
題点が有る。

【００１０】すなわち、上記従来例は、連結しようとす
る２本の長尺のフッ素樹脂チューブ同士の付き当て端部
外周面に被せた樹脂管の周面に、さらに高融点フッ素樹
脂製の耐熱筒体を密接して被せるとともに、この耐熱筒
体の周面には、半切筒状で二枚合せの鉄板製導電発熱体
をそのフランジでネジ止めにより、着脱可能に密着配置
する。

【００１１】さらに、その周囲を取り囲んで、開閉式の
電磁結合コイルをヒンジ開閉により取外し可能に配する
のであるが、このコイルは、両側に直線状端子を一体突
設した半円形導体からなるコイル要素の多数をその下端
子同士に導通接続した編組線等の可撓導体で螺旋コイル
となるように連結するとともに、枢軸によるヒンジによ
る絶縁性のヒンジボックスに対して強固に植設すること
で、上下のコイル要素を開閉可能にしたものである。

【００１２】そして、この従来例の使用形態としては、
前記耐熱筒体に導電発熱体をそのフランジでネジにより
止めて、筒状の１ターンのショートリング形態を採って
被着した後、この被着済のフッ素樹脂チューブなどを下
側のコイル要素内に納置した後、ヒンジボックスと共に
上側のコイル要素を下側のコイル要素に接近させて、こ
れら各コイル要素の絶縁サポータで前記導電発熱体を挾
支して、各コイル要素をその直線状端子で螺旋コイル形
態を採るように合接する。

【００１３】そして、今度は、上記合接状態にある端子
に、その先細端からそれぞれ導電キャップを各別にキツ
ク嵌着することで、例えば５ターンの極太で比較的大形
の電磁結合コイルを構成し、このコイルに交流を流す
と、このコイルからの交番磁界を受けて発熱する導電発
熱体からの伝導熱で耐熱筒体を急速に溶着所要温度に加
熱することができる。そして、この加熱のエネルギは直
接に加熱溶着性樹脂管を経て、その内側のフッ素樹脂チ
ューブ同士の前記接合部付近に伝導し、この接合部付近
の外周面に加熱溶着性樹脂管の内面を溶着することがで
き、二本以上のフッ素樹脂チューブの端末同士を連通さ
せて強固に連結することができる。

【００１４】この溶着後は、コイル端子から導電キャッ
プを外してヒンジからコイルを開けて溶着部から撤去す
ると共に、前記放熱器の作用で冷えた導電発熱体を溶着
部から取外す必要から、この従来例では、電磁結合コイ
ルと導電発熱体とを前述の通り、二つに分離開閉できる
複雑な構成を採らざるを得ないため、特に電磁結合コイ
ルの製作費用が嵩むと共に、その取扱いが面倒で作業性
が悪いという本質的かつ重大な第１の問題点が有る。

【００１５】また、この従来例は、上記問題点のほか
に、コイルを二つ割にする必要からコイルの巻層は一層
巻きとなり、効率のよい多層巻コイルを採用できないの
で、エネルギ無駄も多く、しかも、使用途上における半
円形コイル素子自体の端部結合抵抗（接触抵抗）の安定
確保が困難で発熱も多く不経済かつ火傷の心配も有ると
いう第２の問題点も有る。

【００１６】さらに、この従来例におけるコイルのヒン
ジ部や結合部は複雑かつ大形となり易く、場所的に不経
済であり、狭所での作業に支障を来たすと共に特に結合
部のコイル素子の結合作業に手間が掛るため、迅速なチ
ューブ連結作業ができないという第３の問題点も有る。

【００１７】さらにまた、この従来例は、導電発熱体自
体も二つ割にする必要から、その二枚合せ結合に手間が
掛る上に、結合部の接触抵抗や板厚不均等による発熱ム
ラが生じて、均等な樹脂管の加熱ができないというさら
に本質的な問題点も有る。

【００１８】この発明は、前記した各従来例における多
くの問題点を除去するために、フッ素樹脂製チューブの
端部付近を拡径した後、この拡径部外周面に継手部とし
てのチューブ抜け止め用のリングを簡単迅速かつ強固に
被着することと、この被着所要スペースとコストとをそ
れぞれ低減することとを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記したこの発明の目的
は、チューブに拡径部分を形成してその外側にリングを
被着することで、抜け止めを施したチューブ継手部を作
るに当り、フッ素樹脂製のチューブの端部付近を拡径治
具で拡径して得たチューブ拡径部の外周面に、前記チュ
ーブよりも高融点のフッ素樹脂製の抜け止め用リングを
被せるとともに、このリングの外側に電磁発熱筒を着脱
可能に配置し、さらに、その周囲を取り囲んで電磁結合
コイルを配し、このコイルからの交番磁界を受けて発熱
する前記電磁発熱筒から前記リングの厚み方向に伝わる
伝導熱で、前記拡径部の外周面に前記抜け止め用リング
をこれら両者の対接面における溶着部で加熱溶着するこ
とで達成できた。なお、拡径部とリングとの間に低融点
のフッ素樹脂製の内リングを介在してもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】先ず、この発明の基本形態は、図
１に示すように、チューブ１に拡径部分１ａを形成して
その外側にリング３を被着することで、抜け止めを施し
たチューブ継手部Ｊを作るに当り、図２中のフッ素樹脂
製のチューブ１の端部付近を図２、図３中の拡径治具２
に、そのテーパー面２ａを経て図４のように強引に押し
込むことで、図１のように拡径してチューブ拡径部１ａ
を作る。

【００２１】この際には、上記拡径部１ａの外周面に、
前記チューブ１よりも高融点のフッ素樹脂製の抜け止め
用リング３を密接させて被せるのであるが、このリング
３は、図５の位置から図２のように予じめ拡径治具２に
遊挿しておき、両者の間隙ｄを目掛けてチューブ１を図
４のように強引に押し込む。そして、上記リング３の外
周面には、電磁発熱筒４をセラミックカラー４ａと共に
着脱可能に配置し、さらに、その周囲を取り囲んでボビ
ンＢに巻いた電磁結合ソレノイドコイルＬを配設する。

【００２２】なお、上記電磁発熱筒４は、図３中の取付
脚４Ａで前記ボビンＢの側面に図５のように予じめ取着
してあり、さらに、ボビンＢを初めとして、拡径治具２
やボビン取付体６などは、台板７に対し直立固定した支
持板８にねじＮなどで強固に固定してある。そして、上
記コイルＬに交流を通電することで生じるコイルＬから
の交番磁界を受けて発熱する前記電磁発熱筒４からセラ
ミックカラー４ａを経て前記リング３の厚み方向に伝わ
る伝導熱で、前記拡径部１ａの外周面に前記抜け止め用
リング３をこれら両者の対接面を溶融固化し、溶着部５
で図１、図６のように強固に溶着できた。

【００２３】なお、図１中の符号ＳＴで示すものはチュ
ーブ１をその半径よりも若干深く弾力に抗し咥え込んで
支持するための側面ほぼＹ字形のチューブスタンドであ
り、また、チューブ１の端部付近を拡径するに当り、拡
径治具２を導体筒で作り、コイルＬからの磁束で発熱さ
せたり、周知のシーズヒータ（図示せず）を内装し、こ
のヒータで拡径治具２を加熱して拡径することで拡径に
要する押し込み力を小さくできる。さらに、この拡径時
には、前述のチューブ１を固定済の治具に強引に押し込
む代りに、チューブ１を周知の固定具でシッカリと固定
し、拡径治具２をボビンＢなどと共にチューブ１の開口
端からその内部に電動回転するスクリューの回転力など
で強引に押し込んでチューブ１の端部付近を拡径するこ
ともできる。

【００２４】また、上記拡径治具２は、滑性を有する硬
質材、例えば通常ＰＴＦＥと称するフッ素樹脂、すなわ
ち、ポリ・テトラ・フルオロ・エチレンの塊から旋盤切
削により作ったものや金属成形品とか金属筒や、これら
の外面にフッ素樹脂をコーティングしたもの等を用いる
こともできる。さらに、電磁発熱筒４は鉄などの磁性金
属やステンレス鋼などの非磁性金属で筒状に作り、コイ
ルボビンＢは、フッ素樹脂等の絶縁材を巻枠状に形成し
て作る。

【００２５】本発明の基本実施形態は、以上のようなも
のであり、以下にその使用例につき説明する。先ず、こ
の発明による電磁発熱筒４の発熱原理は、一般の加熱用
電磁調理器の原理や高周波焼入れの原理を応用してい
る。周知の高周波電源から１０〜３０ＫＨ、電圧５〜２
０ボルト・３０〜５０アンペアの電流を、前記電磁結合
コイルＬに流すと、このコイルＬから周囲に生じる交番
磁界により、その内部に配置したショートリング作用を
呈する電磁発熱筒４には、その材質に応じた誘起電流が
流れるが、この誘起電流としては、電磁発熱筒４に生じ
る誘起電圧によるショートリング的な電流と誘導過電流
とが有る。

【００２６】これら各電流のうち、誘起電圧による電流
で、前記電磁発熱筒４には自己抵抗損失・鉄のヒステリ
シス現象に伴なうヒステリシス損失の二つの各損失に伴
なう発熱と、前記誘導渦電流による渦流抵抗損による発
熱との合計三通りの発熱作用が生じて急速に昇温し、上
記電磁発熱筒４を熱源として採用できる。

【００２７】そして、電磁発熱筒４に生じた上記の熱エ
ネルギは、直接または、図１のようにセラミックカラー
４ａを経て、その内側のフッ素樹脂チューブ１と抜け止
めリング３との接合部付近に伝導し、この接合部付近の
チューブ拡径部１ａをその溶融点以上に加熱することが
でき、その溶融分が上記リング３の内面からその肉厚方
向に満遍なく短時間で滲透してゆき、その後冷却固化す
ることで、チューブ拡径部１ａの外周面に抜け止めリン
グ３を強固に溶着することができ、チューブ継手部Ｊを
図１のように作ることができた。

【００２８】この溶着後は、電磁発熱筒４またはセラミ
ックカラー４ａからチューブ継手部Ｊを引き抜き図６の
ように取外す。なお、抜け止めリング３にポリ・テトラ
・フルオロ・エチレン（ＰＴＦＥ）を用いたときは、そ
の物性上加熱溶融しても金属には完全な溶着はしないの
で、セラミックカラー４ａを用いなくても溶着後の電磁
発熱筒４から抜け止めリング３をチューブ１と共に図６
のように容易に取外せる。

【００２９】そして、図６に示す継手部Ｊを容器や大径
パイプに突設した周知の継手にジョイントするには、前
記大径変形部１ａ内に溝環を有する継手本体の挿着筒を
挿入し、また前記リング３の大部分を前記溝環内に挿入
して前記継手本体の雄ネジ部に螺入し袋ナットで前記リ
ング３の突出部３ａを締め付けることにより、このリン
グと前記大径変形部１ａとの各先端を前記溝環の底部に
きつく圧接することでチューブ１の抜け止めを施すとと
もに、袋ナットの肩部の内面で前記チューブ１の中間部
分を前記挿着筒の端面にきつく圧接してチューブ１を屈
折させることでチューブ１を他部材の継手に液密・気密
を保ちジョイントできる。

【００３０】さらに、この発明による請求項２の方法で
は、ポリ・テトラ・フルオロ・エチレンのような耐熱親
和性フッ素樹脂製のチューブ１の端部付近を拡径治具２
で拡径して得たチューブ拡径部１ａの外周面に、図７の
ように通常ＰＦＡと称する比較的に低融点フッ素樹脂製
の内リング３ｄを挟み上記チューブ１と同材のフッ素樹
脂製の抜け止め用リング３を被せるとともに、このリン
グ３の外周面に電磁発熱筒４を着脱可能に密着配置し、
さらに、その周囲を取り囲んで電磁結合コイルＬを配
し、このコイルＬからの交番磁界を受けて発熱する前記
電磁発熱筒４から前記耐熱親和性フッ素樹脂製抜け止め
リング３の厚み方向に伝わる伝導熱で、前記拡径部１ａ
の外周面に前記抜け止め用リング３をこれら両者間に介
在した前記低融点フッ素樹脂製の内リング３ｄを糊料と
して図７、図８のように溶着部５で溶着することができ
る。そして、このものも前例と同様に他の継手にジョイ
ントできる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成したの
で、以下に記載の効果を奏する。フッ素樹脂製のチュー
ブ１の端部付近を拡径治具２で拡径した後、その外周面
に継手部Ｊとしてのチューブ抜け止め用フッ素樹脂製リ
ング３を被せ、さらにその外周面に被せた高周波誘導に
より発熱する電磁発熱筒４から上記リング３の肉厚方向
に伝わる伝導熱で抜け止めリング３とチューブ拡径部１
ａとの接合部を急速加熱でき、これら両者を溶着部５で
加熱溶着後冷却固化することでチューブ１の端末に継手
部Ｊとしての抜け止めリング３を強固、かつ、迅速容易
に溶着することができたという第１の効果が有る。

【００３２】また、本発明では、一層または多層巻きの
比較的大径のコイルＬの内部で溶着を実行できるから高
効率・小スペース・低コストで実施できたという第２の
効果も有る。

【００３３】請求項２によれば、チューブ拡径部１ａの
外周面と抜け止めリング３の内周面との間にこれら両者
よりも低融点の例えばＰＦＡと称するフッ素樹脂製内リ
ング３ａを加熱溶着糊料として介在させたので、チュー
ブ１と抜け止めリング３との材質として、耐熱親和性で
耐薬品・耐久力に優れたＰＴＦＥフッ素樹脂を用いるこ
とができ、より安定な継手となり、その応用範囲を拡大
できるという効果を付加できた。

【００３４】請求項３では、拡径時にチューブ１の端部
を加熱しながら拡径できるので、チューブ１の拡径治具
２に対する押し込み力を小さくできると共に、コイルＬ
で拡径治具２を加熱できるから、専用のヒータを省略で
きたという効果を付加できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示す縦断側面図

【図２】同上と状態を異にした縦断側面図

【図３】本発明要部の一例を示す分解斜視図

【図４】チューブ端部を拡径する途中の一例を示す縦断
側面図

【図５】拡径治具に抜け止めリングを挿入する一例を示
す縦断側面図

【図６】本発明により得たチューブ継手部の一例を示す
斜視図

【図７】本発明の請求項２の実施形態の一例を示す要部
断面図

【図８】同上により得たチューブ継手部の斜視図

【符号の説明】

１ フッ樹脂製のチューブ １ａ チューブ拡径部 ２ 拡径治具 ３ 抜け止め用リング ３ｄ 内リング ４ 電磁発熱筒 ５ 溶着部 Ｌ コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブに拡径部分を形成してその外側
   にリングを被着することで、抜け止めを施したチューブ
   継手部を作るに当り、フッ素樹脂製のチューブ１の端部
   付近を拡径治具２で拡径して得たチューブ拡径部１ａの
   外周面に、前記チューブ１よりも高融点のフッ素樹脂製
   の抜け止め用リング３を密接させて被せるとともに、こ
   のリング３の外周面に電磁発熱筒４を着脱可能に密着配
   置し、さらに、その周囲を取り囲んで電磁結合コイルＬ
   を配し、このコイルＬからの交番磁界を受けて発熱する
   前記電磁発熱筒４から前記リング３の厚み方向に伝わる
   伝導熱で、前記拡径部１ａの外周面に前記抜け止め用リ
   ング３をこれら両者の対接面における溶着部５で加熱溶
   着することを特徴とするフッ素樹脂製チューブの継手用
   抜け止めリングの溶着方法。
2. 【請求項２】 チューブに拡径部分を形成してその外側
   にリングを被着することで、抜け止めを施したチューブ
   継手部を作るに当り、耐熱親和性フッ素樹脂製のチュー
   ブ１の端部付近を拡径治具２で拡径して得たチューブ拡
   径部１ａの外周面に、前記チューブ１よりも低融点のフ
   ッ素樹脂製内リング３ｄを介在してチューブ１と同材の
   抜け止め用リング３を被せるとともに、このリング３の
   外周面に電磁発熱筒４を着脱可能に密着配置し、さら
   に、その周囲を取り囲んで電磁結合コイルＬを配し、こ
   のコイルＬからの交番磁界を受けて発熱する前記電磁発
   熱筒４から前記リング３の厚み方向に伝わる伝導熱で、
   前記拡径部１ａの外周面に前記抜け止め用リング３をこ
   れら両者間に介在した前記内リング３ｄによる溶着部５
   で加熱溶着することを特徴とするフッ素樹脂製チューブ
   の継手用抜け止めリングの溶着方法。
3. 【請求項３】 拡径治具２を導体筒で作り、前記コイル
   Ｌからの磁力線で上記治具２を加熱してチューブ１の端
   部を加熱しながら拡径させることを特徴とする請求項１
   または２記載のフッ素樹脂製チューブの継手用抜け止め
   リングの溶着方法。