JPH1113950A - 金属部分と樹脂部分との接続構造 - Google Patents

金属部分と樹脂部分との接続構造

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JPH1113950A
JPH1113950A JP9187193A JP18719397A JPH1113950A JP H1113950 A JPH1113950 A JP H1113950A JP 9187193 A JP9187193 A JP 9187193A JP 18719397 A JP18719397 A JP 18719397A JP H1113950 A JPH1113950 A JP H1113950A
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JP
Japan
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resin
metal
metal part
joint
connection structure
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JP9187193A
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Koichi Takahashi
浩一 高橋
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Kitz Corp
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Kitz Corp
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  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間高温に曝されたり高温状態と低温状態
とが繰り返されたりしても、漏れを生じない金属部分と
樹脂部分との接続構造を得る。 【解決手段】 一端5a及び6aが金属材料であり、他
端5b及び6bが樹脂材料であり、その間の5c、5
d、5e及び6c、6d、6eを金属と樹脂との成分比
を階段的に変化させて構成した傾斜機能材料を用いて形
成した接続部材5及び6の一端5a及び6aを金属部分
である本体2に接続し、他端5bに樹脂部分である電気
融着継手7を一体成形したり、同じ樹脂部分であるソケ
ット部6fを形成したりした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、諸器材における金
属部分と樹脂部分との接続構造に関するものであり、例
えば、バルブにおける金属部分である本体と樹脂部分で
ある管継手部との接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】諸器材における金属部分と樹脂部分との
従来の接続構造は、例えば電気融着付きのバルブにおけ
る金属部分である本体と樹脂部分である電気融着継手と
の接続構造には、ねじ込み、ボルト締め、接着、一体成
形などの様々な方法が用いられているが、これらの何れ
の方法においても、金属部分と樹脂部分との異質の材料
を直接に圧着又は接着させる構造になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この場合、金属部分で
ある本体の材料は例えば黄銅であり、樹脂部分である電
気融着継手の材料はポリエチレン、ポリブテン等であっ
て、両者の熱膨張係数に大きな差違がある。このため、
高温流体用途に用いられて長時間高温に曝される場合、
特に、高温状態と低温状態とが繰り返される場合には、
主として樹脂部分が永久変形を起こしたり破壊したりし
て、気密性が損われる事により、両者の接触面を通って
流体が漏出するようになることがある。
【0004】このことは、ねじ込みやボルト締めによっ
て金属部分と樹脂部分とを圧接させた構造では特に起き
やすいが、接着剤を用いて接着した場合でも、また、金
属部分に樹脂部分を射出などによって一体に成形した場
合でも、両者の接触面に剥離が起きて漏れを生ずること
がある。更に、射出による一体成形の場合には樹脂を射
出によって接着させる金属部分が黄銅の薄肉構造であっ
たりして、射出圧力によってこの金属部分が変形して、
成形作業が困難であったりする。
【0005】本発明は、上記のように諸器材における金
属部分と樹脂部分との従来の接続構造において、特に、
電気融着継手付きバルブにおける金属部分である本体と
樹脂部分である電気融着継手との接続構造において、漏
れが発生しやすいという問題点を解決するためのもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するために、次のようにした。まず、一端を金属材料
とし、他端を樹脂材料とし、その間を金属材料と樹脂材
料との成分比を連続的または階段状に変化させて構成し
た傾斜機能材料を用いて形成した接続部材の一端を金属
部分に接続し、他端に樹脂部分を形成したり接続したり
して金属部分と樹脂部分との接続構造を構成した。この
場合、傾斜機能材料の金属材料端部は上記金属部分との
胴着に必要な厚さを有し、樹脂材料端部は溶融結合に必
要な厚さを有している。
【0007】上記の接続部構造は、上記の金属部分と樹
脂部分とが配管器材の金属部分と樹脂部分である場合に
適しており、特に、上記の金属部分がバルブまたは管継
手の金属製の本体であり、上記の樹脂部分がこれらのバ
ルブ又は管継手の樹脂製の管継手部である場合に好適
で、上記の接続部材の一端を本体にねじ込み、圧入また
はろう付けして接続し、他端に管継手部を形成したり接
着又は一体成形して接続したりするとよい。
【0008】また、上記の管継手部が電気融着継手であ
る場合、これを他端に一体成形して接続するとよい。ま
た、電気融着継手は熱融着継手であることが好ましい。
【0009】本発明の金属部分と樹脂部分との接続構造
を上記のように構成したので、次のように作用する。ま
ず、金属部分は接続部材の一端すなわち金属材料に接続
され、樹脂部分は接続部材の他端すなわち樹脂材料に形
成したり接続したりされるので、同材料または同質の材
料が接続されることになり、熱膨張係数に差違がなく、
高温流体用途に用いられて長時間高温に曝されても、更
に高温状態と低温状態とが繰り返されても永久変形や破
壊が起きず、接続部の接触面を通って流体が漏れること
がない。
【0010】また、接続部材の両端の金属材料と樹脂材
料の間をこれらの材料の成分比を連続的又は階段状に変
化させて傾斜機能材料に構成したので、この接続部材の
中で熱膨張係数がスムーズに変化しており、温度変化に
順応することができ、損壊を生ずることがない。
【0011】金属部分がバルブ又は管継手の本体である
場合に、これに接続部材の金属材料部分をねじ込んで
も、圧入しても、あるいはろう付けしても、両者に熱膨
張係数に差違がないので、長時間高温に曝されたり、高
温状態と低温状態とが繰り返されたりしても、これらの
接続部から漏れを生ずることはない。
【0012】また、接続部材の樹脂部分である他端に管
継手部を接着剤を用いて接着したり一体成形したりする
場合、樹脂同士の接続であって確実かつ強固なものであ
る。特に、管継手部が電気融着継手である場合、これを
射出成形によって接続部材の他端に一体に形成させるの
が、加工が容易であり、確実強固な方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の1実施例で
あるバルブの縦断面図であって、1はバルブ、2はその
本体であり、この本体2は黄銅製の金属部分である。2
点鎖線で示した3及び4は樹脂管であって、5及び6は
接続部材であり、接続部材5には樹脂部分である電気融
着継手7が一体成形して接続されており、接続部材6で
は樹脂部分であるソケット部6fが形成されている。
【0014】接続部材5は、その一端5aが金属材料で
ある黄銅、他端5bが樹脂材料であるポリブテンであっ
て、その間を金属材料である黄銅と樹脂材料であるポリ
ブテンとの成分比を階段上に変化させて部分5c、5d
及び5eを形成させて構成した傾斜機能材料を用いて形
成されており、黄銅とポリブテンとの成分比は、5cで
75/25、5dで50/50、5eで25/75にな
っている。なお、5a、5c、5d、5e及び5bは一
体不可分に形成されているので、図ではこれらの境を2
点鎖線で示した。また、次に説明する電気融着継手7と
他端5bとの境を1点鎖線で示した。ここで、5aの厚
みは本体2への胴着に必要なネジ込み部分の長さを考慮
しており、他端5bの厚みは7との所定の結合力を得る
ことを考慮している。
【0015】他端5bに電気発熱素子8を埋設した電気
融着継手7を一体成形して樹脂管3を融着するように形
成してある。この一体成形は、まず前述の傾斜機能材料
を図2の断面図に示した5fの形状に加工しておき、こ
れを図3の断面図に示した金型の中に装入し、更に電気
発熱素子8やターミナル9を所定の位置に置いて、空間
部10にポリブテンを射出して電気融着継手7を部分5
fと一体成形する。図2においては一体成形する電気融
着継手7を2点鎖線で示してあり、図3において11と
12は母型の上型と下型であり、13は中子である。な
お、図2に示した部分5fを本体にねじ込んでから一体
成形を行ってもよい。
【0016】また、電気融着継手7を成形後、部分5f
と電気融着継手7と熱融着(HF)若しくは接着剤を用
いて接合することができる。さらに、バルブに対するタ
ーミナル9の向きを合わせる為に、バルブに部分5fを
接合した後、熱融着若しくは接着剤を用いて電気融着継
手7と部分5fを接合する。
【0017】接続部材6においても、一端6aは黄銅
で、他端6bはポリブテンであり、そしてその間の6
c、6d及び6eは黄銅/ポリブテンの成分比を75/
25、50/50及び25/75と階段状に変化させて
あり、このように構成した傾斜機能材料を用いてこの接
続部材6が形成されており、そのポリブテン100%で
ある他端6bに、樹脂管4を挿入して接着剤を用いて接
着するようにソケット形の樹脂部分が形成してある。こ
の接着剤を用いるかわりに熱融着(HF)で樹脂管4を
接合しても良い。
【0018】接続部材5及び6は、何れも本体2にねじ
込んであるが、圧入またはろう付けで接続してもよい。
また、図1に示した実施例のバルブ1においては、一方
の接続部材5には電気融着継手7が接続してあり、他方
の接続部材6にはソケット部6fが形成してあるが、こ
のような構成は説明の便宜状行ったもので、実際的なも
のではない。
【0019】次に、本発明の接続部材の材料である金属
と樹脂とで構成する傾斜機能材料の成形方法を、上記の
実施例における接続部材5及び6に用いた黄銅とポリブ
テンとで構成する傾斜機能材料について説明する。図4
は成形型の一例を示す縦断面図であり、図5はそのA−
A断面図である。金型14の円筒形の溝穴15に下方か
ら15aにポリブテン、15bに黄銅とポリブテンの成
分比25/75、15cに同じく50/50、15dに
同じく75/25の混合、15eには黄銅を、何れも粉
末で装入してある。
【0020】金型14に押さえ型16を乗せて、プレス
によって押さえ型16を下方へ押し、溝穴15の中の粉
末を圧縮する。次いで、この金型14を1100℃程度
まで昇温した炉の中に入れて加熱し、適宜の時間保持し
た後取り出して冷却し、成形品を金型14から抜き出
す。この間、15eの部分は黄銅の融点である1000
℃に達し、15aの部分はポリブテンの融点である12
5℃に達している。このように温度差を生じさせるの
は、図に見られるように、金型の肉厚によって熱勾配
(内外の温度差)に差を生じさせることによる。これに
より黄銅とポリブテンが各々異なった融点であるにも関
わらずほぼ同時に溶融せず、対流の発生を防ぎ良質な製
品を得ることが可能となる。
【0021】図6は、成形する傾斜機能材料の内径寸法
が比較的大きい場合の金型の例を示したもので、中心部
からの熱勾配にも差を生じさせたものである。
【0022】次いで、図1に示した実施例について、そ
の作用を説明する。金属部分である黄銅製の本体2は、
接続部材5及び6の同じく黄銅部分である一端5a及び
6aに接続され、樹脂部分である電気融着継手7が接続
部材5の他端5bに接続され、他方の樹脂部分であるソ
ケット部6fが接続部材6の他端6bに形成されてい
て、接続部は全て同材料又は同質材料が接続されてお
り、熱膨張係数に差違がなく、高温流体用途に用いられ
て長時間高温に曝されても、更に高温状態と低温状態と
が繰り返されても、永久変形や破壊が起きず、接続部の
接触面を通って流体が漏れることがない。
【0023】また、接続部材5及び6の両端の5aと5
b及び6aと6bの間、すなわち黄銅とポリブテンの間
を、黄銅とポリブテンの成分比を75/25、50/5
0、25/75と階段状に変化させて、傾斜機能材料に
構成したので、この接続部材5及び6の中で熱膨張係数
がスムーズに変化しており、温度変化順応することがで
き、損壊を生ずることがない。
【0024】なお、接続部材5の他端5bに電気融着継
手7が一体成形して設けられているが、この一体成形は
ポリブテンとポリブテンとを融着させるのであるから、
この接続は確実で強固なものである。
【0025】本実施例においてはポリブテンの融着につ
いて説明したが、ポリブテンに限定されるものではな
く、硬質塩化ビニル(U−PVC)、耐熱塩化ビニル
(C−PVC)、耐衝撃塩化ビニル(HIPVC)、ポ
リプロピレン(PP)、ポリアセタール(POM)、ポ
リフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエ
ーテルケトン(PEEK)、ガス用中密度ポリエチレン
(G−PE)、水道用低密度ポリエチレン(水道用P
E)、配水用高密度ポリエチレン(配水用PE)、架橋
ポリエチレン(X−PE)、ポリ弗化ビニリデン(PV
DF)、ガラス繊維強化ポリエステル(FRP)、四弗
化エチレン(PFA)、ポリ四弗化エチレン(PTF
E)同志の融着にも適用できる。
【0026】
【発明の効果】本発明の金属部分と樹脂部分との接続構
造は、一端を金属材料とし、他端を樹脂材料とした傾斜
機能材料で形成した接続部材を介在させて、金属と金属
及び樹脂と樹脂を接続させたので、高温流体用途に用い
て長時間高温に曝しても、高温状態と低温状態が繰り返
される苛酷な使用条件の下で使用しても、永久変形を起
こしたり破壊したりして流体が漏れることがない。ま
た、金属製バルブに電気融着継手を設ける場合に、加工
が容易で確実強固な接続構造を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例であるバルブを示す縦断面図
である。
【図2】図1に示した接続部材の製作過程を示す断面図
である。
【図3】図1に示した接続部材の電気融着継手を一体成
形する工程を説明するための金型の断面図である。
【図4】実施例の接続部材を作る傾斜機能材料の成形型
の1例を示す縦断面図である。
【図5】図4のA−A断面を示す横断面図である。
【図6】傾斜機能材料を成形する成形型の他の例を示す
縦断面図である。
【符号の説明】
1 バルブ 2 本体 3、4 樹脂管 5、6 接続部材 5a、6a 一端(金属材料) 5b、6b 他端(樹脂材料) 7 電気融着継手

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端を金属材料とし、他端を樹脂材料と
    しその間を金属材料と樹脂材料との成分比を連続的また
    は階段状に変化させて構成した傾斜機能材料を用いて形
    成した接続部材の一端を金属部分に接続し、他端に樹脂
    部分を形成したり接続したりして構成したことを特徴と
    する金属部分と樹脂部分との接続構造。
  2. 【請求項2】 上記傾斜機能材料の金属材料端部は上記
    金属部分との胴着に必要な厚さを有し、樹脂材料端部は
    溶融結合に必要な厚さを有していることを特徴とする請
    求項1記載の金属部分と樹脂部分との接続構造。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の金属部分と樹脂部分とが
    配管器材の金属部分と樹脂部分であることを特徴とする
    請求項2記載の金属部分と樹脂部分との接続構造。
  4. 【請求項4】 上記の金属部分がバルブ又は管継手の金
    属製の本体であり、上記の樹脂部分がこれらのバルブ又
    は管継手の樹脂製の管継手部であって、上記の接続部材
    の一端を本体にねじ込み、圧入またはろう付けして接続
    し、他端に管継手部を形成したり接着又は一体成形して
    接続したりして構成したことを特徴とする請求項3記載
    の金属部分と樹脂部分との接続構造。
  5. 【請求項5】 上記の管継手部が電気融着継手であっ
    て、これを他端に一体成形して接続したことを特徴とす
    る請求項4記載の金属部分と樹脂部分との接続構造。
  6. 【請求項6】 上記電気融着継手は熱融着継手であるこ
    とを特徴とする請求項5記載の金属部分と樹脂部分との
    接続構造。
JP9187193A 1997-06-30 1997-06-30 金属部分と樹脂部分との接続構造 Pending JPH1113950A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005024590B3 (de) * 2005-05-25 2006-12-28 Da-Kunststoff Gmbh Vorrichtung zum Einrichten eines Übergangs zwischen einer metallischen Armatur und einem Kunststoffrohr
DE102006006956B3 (de) * 2005-05-25 2007-03-22 Da-Kunststoff Gmbh Vorrichtung zum Einrichten eines Übergangs zwischen einer metallischen Armatur und einem Kunststoffrohr

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005024590B3 (de) * 2005-05-25 2006-12-28 Da-Kunststoff Gmbh Vorrichtung zum Einrichten eines Übergangs zwischen einer metallischen Armatur und einem Kunststoffrohr
DE102006006956B3 (de) * 2005-05-25 2007-03-22 Da-Kunststoff Gmbh Vorrichtung zum Einrichten eines Übergangs zwischen einer metallischen Armatur und einem Kunststoffrohr

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