JPH1110730A - 樹脂製筒状体の溶着方法及びそれによって溶着された配管体 - Google Patents

樹脂製筒状体の溶着方法及びそれによって溶着された配管体

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JPH1110730A
JPH1110730A JP9179152A JP17915297A JPH1110730A JP H1110730 A JPH1110730 A JP H1110730A JP 9179152 A JP9179152 A JP 9179152A JP 17915297 A JP17915297 A JP 17915297A JP H1110730 A JPH1110730 A JP H1110730A
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larger
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長政 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 他に特別な部材や道具を使用する事なく樹脂
製筒状体の溶着部の内面に発生する内面ビードを少く
し、内面が平滑に仕上がるようにした樹脂製筒状体の溶
着方法及びそれによって溶着された配管体を提供する。 【解決手段】 樹脂製筒状体の溶着方法は、内径が同一
又はほぼ同一で外径が一方より他方が２〜１５％大き
く、且つ外径の大きい方の樹脂製筒状体は端面から１〜
７ｍｍの位置で更に外径が大きくなるように形成された
樹脂製筒状体を用意する工程（ステップ２）と、両方の
樹脂製筒状体の端面を加熱溶融し、外径の小さい方の樹
脂製筒状体端部を大きい方の樹脂製筒状体端部より大き
な拡開率のらっぱ状とする工程（ステップ３）と、外径
の大きい方の樹脂製筒状体端部を外径の小さい方の樹脂
製筒状体端部の内側になるようにして両者を押し付け一
体化する工程（ステップ４）と、そして、一体的に溶着
された両樹脂製筒状体の溶着部を徐冷して拡開した樹脂
製筒状体端部を収縮する工程（ステップ５）とを含み構
成される

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製筒状体の端
部同志を溶かして相互に溶着する樹脂製筒状体の溶着方
法及びそれによって溶着された配管体に係り、特に、溶
着された樹脂製筒状体溶着部における内面ビードを小さ
くすることができる樹脂製筒状体の溶着方法及び内面ビ
ードの小さな配管体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、耐薬品性、クリーン度等から、薬
品、食品、半導体産業、バイオテクノロジー、化学工
業、住宅、ガス等の分野でより高品質の樹脂の要求が高
まり、例えば、ＰＴＦＥ，ＦＥＰ等のフッ素系樹脂、或
いはポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテル
ケトン等のスーパエンジニアリングプラスチック等が配
管材料として使用されるようになった。
【０００３】かかる配管の施工方法としては、従来、配
管材料の端面をフレアー加工し一方を他方の内側に嵌合
する方法、フランジ接続する方法、フィッテイング（継
手）を使用する方法があった。しかしながら、これらの
方法は、施工が高価になる上、液漏れやクリーン度の保
持が難しい等の理由により、樹脂製筒状体の端部同志を
溶かして相互に溶着する溶着方法が注目を浴びてきてい
る。
【０００４】しかしながら、単純に樹脂製筒状体同志を
加熱して押し付ける溶着方法では、樹脂製筒状体の溶着
部の内面に溶融樹脂がはみ出して大きな溶融ビード（以
下、「内面ビード」と称する。）が生じていた。この内
面ビードは樹脂製筒状体の内面に突出しているため、管
内流体の流れを阻害し、突出した部分にバクテリア等の
雑菌が発生したり、汚染物資が堆積したり、あるいは液
体の純度を低下させる等の問題発生の原因となってい
た。
【０００５】かかる管内面への内面ビードの発生を防止
する方法としては、従来、２つのタイプが存在してい
た。
【０００６】第一のタイプは、図３に概略的に示したよ
うに、管６１、６２の溶着部の内側に圧力媒体によって
膨脹可能な支持体６４を配置して溶着し、溶着後は収縮
させて管外部に取り出す方法である。例えば、特開平１
−１３３７１９号公報、特開平２−１０３１２５号公報
及び特開平３−９２３３５号公報にこのタイプのものが
開示されている。
【０００７】第二のタイプは、図４に概略的に示したよ
うに、円筒状の支持部材７４を管７１、７２の溶着部の
内側に配置して溶着し、溶着後は、紐状部材７６、７７
を引っ張って管外部に取り出す方法である。このタイプ
は、さらに、円筒状の支持部材が一体部品であるもの
と、図４に示したように、取り出し易さのために分割可
能とされているものとに分けられる。前者のものは、例
えば、特開平４−１６８０３３号公報及び特開平３−９
２３３５号公報に開示されており、後者のもは、例え
ば、特開平４−８５３５号公報及び特開平４−３２１８
９４号公報に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た第一のタイプの従来技術に於いては、膨脹可能な支持
体６４に、管６１、６２の溶着部の内側で溶融した管材
料を管の内径にならわせて固化させるに足る保形性がな
いため、溶着部が外側に押されて窪みが発生する欠点が
あった。また、膨脹可能でしかも剥離性及び耐熱性を有
する適当な材料はなく、さらに、管の長さが長いもの、
Ｌ字形、十字形などの異形管、あるいはバルブに設けら
れた管などを溶着する場合に、支持体の引き抜きが難し
くなるなど欠点があった。従って、このタイプの溶着方
法を採用する溶着装置は市場に現れていない。
【０００９】また、上記した第二のタイプの従来技術の
うち円筒状の支持部材が一体部品であるものは、円筒状
の支持部材の外径と管の内径が一致していると外部に取
り出せない欠点を有し、また、Ｌ字形、十字形などの異
形管、あるいはバルブに設けられた管などを溶着する場
合には使用できない欠点があった。一方、上記した第二
のタイプの従来技術のうち円筒状の支持部材７４が分割
可能なものも、円筒状の支持部材７４の外径を管７１、
７２の内径よりも僅かに小さくしないと支持部材７４を
うまく分割することができない。かといって、両者の間
に差があると、本来円筒状をなしていなければならない
支持部材７４の構成部品間に隙間ができてしまい、この
隙間に溶融した管材料が流れ込むという欠点があった。
また、剥離性が要求される支持部材７４は同時に摩擦係
数も極めて小さくなるから、分割された支持部材７４の
構成部品が円筒状に保持されたままにするということは
現実的には極めて難しいことであった。
【００１０】本発明は、以上のような従来技術の欠点に
鑑みなされたもので、その目的は、他に特別な部材や道
具を使用する事なく樹脂製筒状体の溶着部の内面に発生
する内面ビードを少くし、内面が平滑に仕上がるように
した樹脂製筒状体の溶着方法及びそれによって溶着され
た配管体を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、樹脂製筒状体の端部同志を溶かして相互に溶着す
る樹脂製筒状体の溶着方法であって、内径が同一又はほ
ぼ同一で外径が一方より他方が２〜１５％大きく、且つ
外径の大きい方の樹脂製筒状体は端面から１〜７ｍｍの
位置で更に外径が大きくなるように形成された樹脂製筒
状体を用意する工程と、両方の樹脂製筒状体の端面を加
熱溶融し、外径の小さい方の樹脂製筒状体端部を大きい
方の樹脂製筒状体端部より大きな拡開率のらっぱ状とす
る工程と、外径の大きい方の樹脂製筒状体端部を外径の
小さい方の樹脂製筒状体端部の内側になるようにして両
者を押し付け一体化する工程と、そして、一体的に溶着
された両樹脂製筒状体の溶着部を徐冷して拡開した樹脂
製筒状体端部を収縮する工程とを含み構成される樹脂製
筒状体の溶着方法を提供する。
【００１２】内径が同一又はほぼ同一で外径が一方より
他方が２〜１５％大きく、且つ外径の大きい方の樹脂製
筒状体は端面から１〜７ｍｍの位置で更に外径が大きく
なるように形成された２つの樹脂製筒状体を加熱する
と、両樹脂製筒状体の端面は異なる拡開率でそれぞれら
っぱ状となる。すなわち、外径の小さい方の樹脂製筒状
体端部は、大きい方の樹脂製筒状体端部より大きく拡開
したらっぱ状となる。両樹脂製筒状体をその端面から所
定の深さまで溶融させた状態で、両者を押し付け一体化
する。この時、両樹脂製筒状体の端面は、異なる拡開率
でらっぱ状となっているため、外径の大きい方の樹脂製
筒状体端部は外径の小さい方の樹脂製筒状体端部の内側
になるように配置される。両樹脂製筒状体の端部が連結
して一体化した後、溶着部を徐冷すると拡開していた樹
脂製筒状体端部は収縮してほぼ筒状の溶着部となる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の樹脂製筒状体の溶着方法において、外径の大きい方の
樹脂製筒状体は、端面から１〜７ｍｍの位置で角度４５
度の傾斜面で外径が大きくされていることを特徴とす
る。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の樹脂製筒状体の溶着方法において、樹脂製筒状
体が、ＰＴＦＥ，ＦＥＰ等のフッ素系樹脂、或いはポリ
フェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン等
のスーパエンジニアリングプラスチックであることを特
徴とする。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれか１項に記載の樹脂製筒状体の溶着方法に
おいて、少くとも一方の樹脂製筒状体は、チーズ、エル
ボ、バルブ等配管部品の成型品であることを特徴とす
る。
【００１６】本発明の第二の態様は、請求項１〜請求項
４のいずれか１項に記載の樹脂製筒状体の溶着方法によ
って溶着された配管体を提供する。
【００１７】
【本発明の実施の形態】本発明に係る樹脂製筒状体の溶
着方法及びそれによって溶着された配管体を図面に示さ
れた好ましい実施形態を用いて詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明に係る樹脂製筒状体の溶着
方法の一実施形態を示す断面図であり、図２は、その各
工程を示すフローチャートである。
【００１９】本発明に係る樹脂製筒状体の溶着方法は、
概略的に、溶着すべき所定の２つの樹脂製筒状体１０、
１２を用意する工程（ステップ２）と、両方の樹脂製筒
状体の端面を加熱溶融する工程（ステップ３）と、両方
の樹脂製筒状体の端面を相互に押し付ける工程（ステッ
プ４）と、そして、冷却工程（ステップ５）とを含み構
成される。２つの樹脂製筒状体は、チューブ同志、パイ
プ同志、チーズ、エルボ、バルブ等配管部品の成型品同
志、或いは、それらの組み合わせ等種々の組み合わせの
樹脂製筒状体を溶着することができる。図２に示された
実施例は、樹脂製管１０と円管を有する成型品１２とを
溶着する場合のフローチャートで、ステップ２に先立っ
てそのような成型品１２を製造する工程をさらに含んで
いる。
【００２０】樹脂製管１０及び成型品１２に必要な条件
は、内径が同一又はほぼ同一で外径が一方より他方が２
〜１５％大きく、且つ外径の大きい方の樹脂製筒状体は
端面から１〜７ｍｍの位置で更に外径が大きくなるよう
に形成されていることである。内径がほぼ同一とは、溶
着された２つの樹脂製筒状体の間に実質的に段差がない
ことを意味する。
【００２１】図１に示された符号を用いて説明すると、
ｄ１＝Ｄ１又は実質的にｄ１＝Ｄ１で、ｄ２＜Ｄ２とな
る。Ｄ２はｄ２の１．０２〜１．１５の大きさを有して
いる。外径の大きい方の樹脂製筒状体（図１の場合、右
側の樹脂製筒状体）は、端面から１〜７ｍｍの位置で更
に外径Ｄ３が大きくなるように（Ｄ２＜Ｄ３）形成され
ている。図示された好ましい実施形態では、外径Ｄ２の
端部と外径Ｄ３の部分とを接続する肩部１２ａは、角度
４５度の傾斜面とされている。旋盤等を用いて切削加工
しても良いし、あるいは、成型品１２を製造する際にモ
ールド成型により成型することもできる。肩部１２ａと
しては、角度４５度の傾斜面の他種々の形状、例えば、
角度９０度の段部、円弧状部などとすることができる。
【００２２】本発明方法は、熱溶着可能な全ての樹脂に
適用可能であるが、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦ
Ｅ、ＰＶＤＦなどのふっ素系樹脂、或いは、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン等のスー
パエンジニアリングプラスチック等に好適である。これ
らプラスチックは、従来、溶着すると内面ビードが大き
く形成され、この突出した部分にバクテリア等の雑菌が
発生したり、汚染物資が堆積したり、あるいは液体の純
度を低下させる等の問題が発生していた。そのため、管
材料としての優れた特性を持ちながら現実的には使用さ
れることがなかった材質であるが、本発明方法により、
実用レベルで使用可能となった。もちろん、その他の樹
脂、例えば、水道管等に使用される中密度又は高密度ポ
リエチレン樹脂、化学機械のパイプに使用されるポリプ
ロピレン樹脂、或いは、雨樋などに用られる塩化ビニー
ル樹脂製の管等にも適用できる。
【００２３】このような条件を満たす２つの樹脂製管１
０及び成型品１２の端面をヒータ２０で加熱溶融させ
る。ヒータ２０としては、例えば、溶着すべき樹脂製管
１０及び成型品１２の溶融温度よりも高い温度の温風を
送ることができる熱風式のもの、又は樹脂製管１０及び
成型品１２を加熱できる高周波を発生させる高周波ウエ
ルダを用いることができる。
【００２４】また、電気的に加熱可能なヒータ要素を平
らなガラス板でサンドイッチし、さらに、その表面にセ
ラミック被覆をしたものも好適である。このようなヒー
タ２０は、セラミック被覆の輻射熱により、溶着すべき
樹脂製管１０及び成型品１２の端面を溶融する。従っ
て、これら樹脂製管１０及び成型品１２の間に挿入する
前に加熱しておき、実際にそれらの間に挿入する時には
電源を切って使用することができる。この方法は、ヒー
タ自身を加熱するのに要する待ち時間を短くすることが
できる利点を有している。また、セラミック被覆の輻射
熱による樹脂製管１０及び成型品１２の端面の加熱は、
通常の電熱線を利用するヒータに比べて溶融深さにムラ
が出来にくい利点がある。セラミック被覆のヒータによ
り樹脂製管１０及び成型品１２の端面を加熱し溶融して
いる間、ヒータを端面と平行な面内において往復運動さ
せると、端面からの溶融深さはさらに均一となる。
【００２５】ヒータ２０により、樹脂製管１０及び成型
品１２の端部がそれぞれその端面から所定の距離まで溶
融されると、樹脂製管１０の端部は成型品１２の端部よ
りも大きくらっぱ状に拡開する。肉厚の薄い管の方が拡
開率が大きく、従って、樹脂製管１０の方が成型品１２
よりも大きく拡開する（図１（ｂ）参照）。
【００２６】ヒータ２０を引き抜いて、樹脂製管１０の
端部と成型品１２の端部とを押し付けると、両者の拡開
率の相違により、成型品１２の端部が樹脂製管１０の端
部の内側になるようにして一体化する。この状態では、
溶着部は、溶着された樹脂製管１０及び成型品１２の内
周面より外側に窪んだ位置にある（図１（ｃ）参照）。
【００２７】これを冷却すると、成型品１２の端部及び
樹脂製管１０の端部は収縮してそれぞれ元の内径に戻ろ
うとする。加熱状態における溶着部は、溶着された樹脂
製管１０及び成型品１２の内周面より外側に窪んだ位置
にあるため、冷却して収縮した場合も内周面よりも内側
に大きく突出することがない。なお、１４は、このよう
にして製造された配管体を示す。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、内径が同一又はほぼ同一で外
径が一方より他方が２〜１５％大きく、且つ外径の大き
い方の樹脂製筒状体は端面から１〜７ｍｍの位置で更に
外径が大きくなるように形成された樹脂製筒状体を用意
する工程と、両方の樹脂製筒状体の端面を加熱溶融し、
外径の小さい方の樹脂製筒状体端部を大きい方の樹脂製
筒状体端部より大きな拡開率のらっぱ状とする工程と、
外径の大きい方の樹脂製筒状体端部を外径の小さい方の
樹脂製筒状体端部の内側になるようにして両者を押し付
け一体化する工程と、そして、一体的に溶着された両樹
脂製筒状体の溶着部を徐冷して拡開した樹脂製筒状体端
部を収縮する工程とを含み構成されるため、他に特別な
部材や道具を使用する事なく樹脂製筒状体の溶着部の内
面に発生する内面ビードを少くし、内面が平滑に仕上が
るようにすることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明に係る
樹脂製筒状体の溶着方法の一実施形態の各ステップを示
す断面図である。
【図２】 本発明に係る樹脂製筒状体の溶着方法の各工
程を示すフローチャートである。
【図３】 管内面への内面ビードの発生を防止する従来
方法を示す縦断面図である。
【図４】 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、管内面への
内面ビードの発生を防止する他の従来方法を示す縦断面
図及びそれに用いる円筒状の支持部材の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 樹脂製管 １２ 成型品 １２ａ 傾斜面 １４ 配管体 ２０ ヒータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂製筒状体の端部同志を溶かして相互
    に溶着する樹脂製筒状体の溶着方法であって、 内径が同一又はほぼ同一で外径が一方より他方が２〜１
    ５％大きく、且つ外径の大きい方の樹脂製筒状体は端面
    から１〜７ｍｍの位置で更に外径が大きくなるように形
    成された樹脂製筒状体を用意する工程と、 両方の樹脂製筒状体の端面を加熱溶融し、外径の小さい
    方の樹脂製筒状体端部を大きい方の樹脂製筒状体端部よ
    り大きな拡開率のらっぱ状とする工程と、 外径の大きい方の樹脂製筒状体端部を外径の小さい方の
    樹脂製筒状体端部の内側になるようにして両者を押し付
    け一体化する工程と、そして、 一体的に溶着された両樹脂製筒状体の溶着部を徐冷して
    拡開した樹脂製筒状体端部を収縮する工程と、 を含み構成される樹脂製筒状体の溶着方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の樹脂製筒状体の溶着方
    法において、外径の大きい方の樹脂製筒状体は、端面か
    ら１〜７ｍｍの位置で角度４５度の傾斜面で外径が大き
    くされていることを特徴とする樹脂製筒状体の溶着方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の樹脂製筒状体の
    溶着方法において、樹脂製筒状体が、ＰＴＦＥ，ＦＥＰ
    等のフッ素系樹脂、或いはポリフェニレンスルフィド、
    ポリエーテルエーテルケトン等のスーパエンジニアリン
    グプラスチックであることを特徴とする樹脂製筒状体の
    溶着方法。
  4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記
    載の樹脂製筒状体の溶着方法において、少くとも一方の
    樹脂製筒状体は、チーズ、エルボ、バルブ等配管部品の
    成型品であることを特徴とする樹脂製筒状体の溶着方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
    載の樹脂製筒状体の溶着方法によって溶着された配管
    体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105383051A (zh) * 2015-12-01 2016-03-09 芜湖成德龙过滤设备有限公司 塑料焊接方法
CN108357108A (zh) * 2018-04-18 2018-08-03 常熟市泰宁医疗器材有限责任公司 胶管熔接装置

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CN105383051A (zh) * 2015-12-01 2016-03-09 芜湖成德龙过滤设备有限公司 塑料焊接方法
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