JPH11141785A - 電気融着継手及びその製造方法 - Google Patents
電気融着継手及びその製造方法Info
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Abstract
できる電気融着継手及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 線膨張係数が8〜16×10-5/℃で、
メルトフローレートが0.05〜0.15g/10minの
物性を有する熱可塑性樹脂製の継手本体2と、この継手
本体2の内周部に設けた電熱線3と、この電熱線3の両
端に接続したコネクターピン4R、4Lとを有し、前記
電熱線3を含む内周面21を樹脂皮膜20で覆った電気
融着継手1Aである。また、上記樹脂皮膜20に代えて
継手本体の内周面に樹脂製の筒部材60を装着しても良
く、上記樹脂皮膜20または筒部材60は線膨張係数が
8〜24×10-5/℃で、メルトフローレートが0.0
5〜0.25g/10minの物性を有する熱可塑性樹脂か
ら形成することが望ましい。
Description
下、単に継手ということがある。)に関し、特に電熱線
を含む継手本体の内周面を樹脂皮膜あるいは樹脂製筒部
材で覆った電気融着継手に関するものである。
続しようとする樹脂管を挿入した後、継手内周部に埋設
した電熱線に通電してこれを発熱させ、樹脂管の外周面
と継手の内周面とを加熱溶融して両者を一体的に融着接
続するものである。従来、この電気融着継手としては、
例えば特開昭59−13180号公報で開示されたもの
がある。このものは図6に示すように継手本体84の内
周面を形成するインナーと呼ばれる薄肉円筒部材85を
予め成形しておき、このインナー85を成形コア外面
(図示せず)に装着し、インナー外周面に成形されてい
る螺旋状溝86に電熱線87を巻き、このインナー付コ
アを金型内にセットして、このインナー85の外周側に
継手本体部分を構成するアウター88と呼ばれる外筒部
分を射出成形して電気融着継手を得ることが知られてい
る。この継手によれば、内周部に樹脂層を介して均一に
電熱線を埋設することができるので電熱線の短絡等の不
良を防ぐことができる。しかしその反面、螺旋溝を有す
るインナーを前もって成形しなければならないという非
効率的な面がある。
されたようにインナーを用いない電気融着継手も提案さ
れている。このものは概略を図7に示すようにコア9
4、94の外周溝に直接電熱線97を巻線し、さらに両
端のコネクターピン99、99の下部もこのコアに直接
立設固定をし、これらの電熱線付きコア94を成形金型
内にセットして溶融樹脂を射出成形する。その後、成形
品からコア94を軸方向に抜き取るというもので、この
ときコア94に直接固定されているコネクターピンの係
止部分98をせん断して抜き出すというものであった。
従って、この電気融着継手95は、その本体内周面に電
熱線は露出し、コネクターピンの下部は開口していると
いうものであった。
としてガスを対象としており、したがって配管内を流れ
る流体は都市ガス等0.1MPa以下の専ら低圧力の流
体であった。ところが最近では配水や排水等の水を対象
とし1MPa程度の比較的高圧の流体配管にも電気融着
継手が用いられようとしている。
手本体内面と管外面との間には0.2〜1.8mm程度
(片側寸法)の隙間(クリアランス)ができるように設
計されており、いわゆるルーズフィット形の電気融着継
手が一般的に採用されている。
継手のうち内筒部材(インナー)を用いる構造の継手で
は、上記したように内筒部材を別途成形するが、このと
き螺旋溝の深さとその下の薄肉部83の厚みを均一に成
形するということが重要となる。なぜならば、この厚み
の大小が熱エネルギーのばらつきとなって現れ融着性能
に影響を与えるからである。例えば、この厚みが大きい
と樹脂部分を加熱するだけ多くの熱エネルギーを必要と
し融着時間を長く必要とする。逆にこの厚みが小さい場
合は内筒部材自身を射出成形するのが非常に難しくなり
不良率の増大、これによる製造コストの増大という問題
が生じる。
電熱線露出形の電気融着継手の場合は、電熱線と管外面
が直接対峙することから熱伝導が良く少ない熱エネルギ
ーで効率的に両者を溶融して融着することが可能であ
る。しかし電気融着継手の融着メカニズムとして融着部
は、樹脂の流動と膨張が起こり、これと共に適度な融着
界面圧力の発生がないと良好な融着性能が得られないも
のである。ところがルーズフィット形であると両者間に
大きなクリアランスがある分、このクリアランスを埋め
るための樹脂の流動と膨張および融着界面圧力が発生し
難いという問題があり、良好な融着接合が得られない場
合がある。
ない継手構造であって、効率的に良好な融着接合を得る
ことができる電気融着継手を提供すること、及びこの電
気融着継手を容易且つ安価に製造することを目的とす
る。
この継手本体の内周部に設けた電熱線と、この電熱線の
両端に接続したコネクターピンとを有する電気融着継手
において、前記電熱線を含む継手本体の内周面を樹脂層
で覆った電気融着継手である。ここで樹脂層としては皮
膜状の比較的薄いものが好ましい。
に設けた電熱線と、この電熱線の両端に接続したコネク
ターピンとを有する電気融着継手において、前記電熱線
を含む継手本体の内周面に樹脂製の筒部材を装着した電
気融着継手である。
アランスを埋めて適度な界面圧力を発生するだけの樹脂
量を保有することが必要であるが、これはおよそ0.3
mm〜1.5mm程度の厚さとすることが望ましい。小
口径の継手の場合はクリアランスも小さいし比較的短時
間で融着エネルギーを伝達して融着するので下限側の厚
さとし、0.2mm以下であると小口径であっても樹脂
量を確保することが難しい。一方、大口径の継手ではク
リアランスも大きく比較的ゆっくりと融着エネルギーを
供給するので厚さも上限側にする。しかし1mm以上の
厚さとなると融着時間が長くなり融着部以外にも熱影響
がでやすくなるので上限側は0.9mm程度までがより
好ましい。
10-5/℃で、メルトフローレートが0.05〜0.1
5g/10minである熱可塑性樹脂材料から成形し、一方
樹脂皮膜あるいは樹脂製筒部材は、線膨張係数が8〜2
4×10-5/℃で、メルトフローレートが0.05〜
0.25g/10minである熱可塑性樹脂から成形するこ
とが好ましく、特に、線膨張係数が16〜24×10-5
/℃で、メルトフローレートが0.15〜0.25g/
10minである熱可塑性樹脂が望ましい。尚、上記メルト
フローレート(以下、MFRと言うことがある。)は、
JISK7210の試験条件4(試験温度190℃、試
験荷重2.16Kgf)で求めた値とする(以下同
様)。
電熱線の内側には比較的薄い樹脂皮膜あるいは樹脂筒体
があり樹脂量を保有しているので、熱エネルギーを効率
的に利用でき、融着時にはこれらが積極的に溶融流動し
膨張してクリアランスを埋め界面圧力を発生することが
できる。ここで特に継手本体は、線膨張係数とメルトフ
ローレートが比較的低く強度的には高い物性の熱可塑性
樹脂材料で構成し、他方、樹脂皮膜あるいは樹脂筒体は
逆にこれらの物性が高い熱可塑性樹脂材料で構成する
と、継手本体は強度的に高く融着部から外方へ向かう樹
脂流動及び樹脂膨張が抑えられる。一方の樹脂皮膜ある
いは樹脂筒体は、電熱線の直接加熱によって樹脂が溶融
流動し且つ膨張し易くクリアランスを埋めて界面圧力を
発生させることができる。このように両者がクリアラン
スを埋めるように指向し、融着部の界面圧力の発生を助
けて良好な融着性能を得ることができる。
た電熱線を含む継手本体の内周面が樹脂皮膜で覆われて
いる電気融着継手の製造方法であって、外周面に電熱線
巻回し用溝を設けたコアを組み合わせる過程と、前記コ
アの端部にコネクターピンを立設する過程と、前記電熱
線巻回し溝部分に樹脂皮膜を巻き付ける過程と、前記樹
脂皮膜の上から電熱線巻回し用溝に電熱線を巻回し、そ
の電熱線の両端を前記コネクターピンに接続する過程
と、この電熱線付きコアを金型内にセットし、金型内の
キャビテイに溶融樹脂を射出して継手本体を成形する過
程と、この継手本体から前記コアのみを引き抜く過程
と、を有する電気融着継手の製造方法である。ここで、
前記コアまたは樹脂皮膜または電熱線を加熱しながら巻
き付ける過程を含むことができる。
フィルム状の樹脂皮膜をコアに巻き付けた後、電熱線を
巻きコアを引く抜くという過程を有しているので、電熱
線の内側に比較的薄い樹脂皮膜を品質良く容易に且つ安
価に成形することができる。
参照して説明する。図1は本発明の一実施例を示すソケ
ット形の電気融着継手の断面図で、図の左側は管を挿入
した状況を仮想線で示している。図2は図1の電気融着
継手の製造過程を示す説明図である。図3は成形用コア
の溝部分の断面図である。図4は本発明の他の実施例を
示すソケット形の電気融着継手の断面図である。図5は
本発明の更に他の実施例を示す電気融着部材の断面図で
ある。
リエチレン樹脂からなり、線膨張係数は12×10-5/
℃で、MFRは0.13g/10minである。よって、強
度が高くまた比較的融点が高く、溶融し難くて膨張もし
難い材料から成形されている。一方樹脂皮膜20は厚さ
0.5mm程度のポリエチレン樹脂皮膜からなり、この
皮膜の線膨張係数は20×10-5/℃で、MFRは0.
20g/10minとなっている。よって、比較的融点が低
く、溶融し易くて膨張もし易い材料から成形されてい
る。そして、この継手本体2の内周面21には螺旋状に
巻回した裸電熱線3が全周にわたって設けられており、
さらに裸電熱線3の内周には薄い樹脂皮膜20が位置し
て裸電熱線(点線で示す)を覆っている。
加熱線で、両端は抵抗溶接等の手段によってコネクター
ピン4R、4Lに接続されており、このコネクターピン
4R、4Lは、継手本体2とは別体として設けられたス
リーブ部材5R、5Lの取付け穴50に挿入して立設さ
れている。従って、この電気融着継手1Aでは、継手本
体2とこの本体と一体的に成形されたスリーブ部材5と
電熱線3及びコネクターピン4R、4Lとからなり、電
熱線3は継手本体2の内周面から出ているが、コネクタ
ーピン4Rと4L、正確にはコネクターピンの下端部分
は継手本体の内周面に露出していない(穴等が明いてい
ない)、という構造を有している。
の間に樹脂皮膜20という樹脂部分が存在することによ
り、融着時にはこの樹脂が積極的に溶融膨張しクリアラ
ンスCを埋めて界面圧力を発生させる働きをする。これ
によって、電熱線3の加熱エネルギーを効率的に利用す
ることができ、その結果融着性能にバラツキが生じな
い。同時にコネクターピン4R、4Lの下端面に穴が開
いていないので強度的にまた心理的に安心できる。ま
た、流体がコネクターピン部分まで浸入することがな
く、流体によるコネクターピンの腐食や浸透の恐れがな
い。また、成形後の電熱線は樹脂皮膜で覆われた状態と
なっているので、融着時に電熱線が移動したり抜け出る
ようなことはない。
が、これは径違いソケット、エルボ、チーあるいは分岐
サドル等であっても実施することができる。さらに、電
熱線を覆う皮膜の厚さは全周にわたって均一ではなく、
例えば極薄膜部と薄膜部が交互に表れるようにして実施
することもできる。また、図において継手本体とスリー
ブ部材は便宜上別体の線で示しているが、実際の製品状
態ではほぼ一体化されており、ここまで明確な境界線は
ない。
について図2を参照して説明する。先ず、(a)のよう
に電熱線巻き回し用溝14(以下、巻線溝という。)を
螺旋状に形成した成形用コア10と同様の成形用コア1
1を中央部の凹凸嵌合部12を嵌合して組み合わせる。
ここで巻線溝14は、図3に示すように螺旋溝の山と谷
が丸みを帯びて滑らかで、しかも溝の深さgは、電熱線
3の線径dに対して5〜40%程度、本実施例では線径
d=φ1.1mmに対して溝深さg=0.4mmで約3
6%と浅いものとしている。従来、この溝は比較的山と
谷が荒くかつ深いものであったからコアを抜き取る際に
継手本体内面を傷付けたり、電熱線が移動したり寄った
りしてきれいに取り出すことが出来ていなかった。この
点で滑らかでかつ浅い巻線溝としたから、このような問
題を解消することが出来た。
置に継手本体と同材質の樹脂からなるスリーブ部材5
R、5Lを装着する。このスリーブ部材5にはコネクタ
ーピン4を立てるための凹状あるいは凸状の立設部50
が形成されており、通常この部分が上になるように装着
する。尚、スリーブ部材5は、図に示すようにコアに嵌
合する環状のスリーブ部材の方が装着がし易く、安定す
るので好ましいが、例えば、コネクターピン立設部50
を中心に扇状に切った断片的なスリーブ部材を用いても
よい。このような断片的なスリーブ部材の場合は、特に
サドル形の電気融着分岐継手に用いると適している。
の上に厚さ約0.5mm、線膨張係数は20×10-5/
℃で、MFRが0.20g/10minのポリエチレン樹脂
製のフィルム状樹脂皮膜20’を巻き付ける。このとき
コアあるいは樹脂自身を加熱しながら巻き付けること、
あるいは後工程の電熱線を加熱しながら巻き付けること
ができる。さらに、スリーブ部材5R、5Lの立設部5
0に対しコネクターピン4R、4Lを差し込んで取り付
ける。コネクターピン4は銅系の導電性金属からなり、
挿入側の先端にカエリを設けたものを使用し、差し込み
易いが抜け難い構造としている。これによって、後に電
熱線3を張力を保って巻く際にコネクターピン4が倒れ
にくく自動巻線がし易いものとなる。
コネクターピン4に溶接手段で接続し、巻線溝14に沿
ってある程度の張力を保持しながら巻き、一端をもう一
方のコネクターピン4に同じく溶接手段で接続する。
尚、コネクターピンと電熱線の接続手段は大口径の場合
は溶接手段が好ましいが、これにこだわるものではな
く、適宜かしめ手段や巻き付け手段等を選択すればよ
い。これらの一連の工程は自動化して行うことが望まし
い。こうして図3に示すようにコア10、11の巻線溝
14と電熱線3との間にt=0.5mmのフィルム状皮
膜20’を設けた状態になる。
付きの成形コアの係合部13をアウター部分を成形する
ための外金型(図示せず)内にセットし、これらの外金
型を閉合した後、キャビテイ内に線膨張係数は12×1
0-5/℃で、MFRが0.13g/10minのポリエチレ
ン樹脂を射出する。よって継手本体部分を成形すると共
にフィルム状樹脂20’とスリーブ部材5R、5Lを一
体的に成形した電気融着継手1Aとなる。
い時間、少なくとも成型品が冷却する前に成形コア1
0、11を軸線方向に引き抜き電気融着継手1Aを得
る。このときコア10、11の外周の巻溝14は滑らか
であるため、コア10、11を縮径することなく継手本
体2から電熱線3と樹脂皮膜20を残して取り出すこと
が出来る。また、このときコア10、11を電熱線のピ
ッチに同期させ回転させながら軸方向に抜くとさらにき
れいな仕上がりとなる。尚、上記した実施例では継手本
体と樹脂皮膜と共にポリエチレン樹脂を用いたが、これ
に限定されるものではなく熱可塑性樹脂であれば良い。
例えばポリブテン樹脂を用いても良く、あるいはポリエ
チレン樹脂と他の樹脂と分けて用いて2層にしても実施
できる(以下同様)。
説明する。図4の電気融着継手1Bは、先ず、裸電熱線
3が継手本体内周面に露出している露出部30と露出し
ていない埋設部32(尚、ここでは完全に埋設していな
くても、薄皮で表面を覆い薄く目に見える程度に軽く埋
設した状態も埋設部に含む。)を交互に形成したもの
で、この場合の成形コアは、巻線溝がある部分と無い部
分を螺旋状に連続して形成したものを用いている。よっ
て、このコアに電熱線を巻くと巻線溝のある部分は露出
部30として形成され、溝のない部分は埋設部32とし
て形成される。このようにすると溝に係合した電熱線部
分が少なくなるのでコアの抜き取りがし易くなるという
利点がある。また、電熱線の埋設部が形成されることか
ら樹脂管を融着接続する際に電熱線が熱膨張して横方向
にずれようとしてもそれを抑えることが一層できる。
設けたスリーブ部材5R、5Lの他に本体の中央部にも
スリーブ部材5Cを設けたものである。従って、本体中
央部の電熱線渡し部62部分の電熱線は、このスリーブ
部材5Cの外側に巻かれ内周面には露出しなくなる。よ
って、管を融着した後の継手本体内周面には電熱線の露
出部は皆無となり、流体が浸透するような恐れがなくな
る。そして、この継手の受け口部に上記実施例と同様、
線膨張係数は20×10-5/℃で、MFRは0.20g
/10minであるポリエチレン樹脂からなる厚さ0.5m
m程度の筒体60を継手成形後に装着したものである。
この筒体60は上記樹脂皮膜20と同様の作用、効果を
なし良好な融着接合を得ることができる。また、継手成
形後に筒体を装着するものであるから、管の材質の違い
やクリアランスの違いによって筒体側の材質や厚さを適
宜選択することができるという利点がある。
明する。図5は融着部材の一例を示す断面図で、この融
着部材をT形、L形、X形等の中間部材にバット融着す
ることによって比較的大口径の電気融着継手を特別の設
備などを要することなく形成することが出来るものであ
る。さて、この融着部材1Cは一端を樹脂管を挿入接続
する受け口71とし、他端を中間部材とバット融着する
融着面72となし、他は上記したソケット形の電気融着
継手と基本構成を同じくしている。即ち、本体7の内周
面に露出した電熱線3と、この電熱線3の内側を覆った
樹脂皮膜70と、電熱線3の両端を接続したコネクター
ピン4a、4bと、これらコネクターピン4a、4bを
立設したスリーブ部材8R、8Lとからなっている。
尚、電熱線は、上記実施例と同様に露出部と埋設部を交
互に組み合わせて構成しても良い。また、コネクターピ
ン4bはもう一方の融着部材のコネクターピンと外部で
連絡するためのものであるので単に電熱線を結線する溝
40を備えた構造となっている。
た内筒部材(インナー)あるいは樹脂被覆電熱線を用い
ることなく、本体内周面の電熱線を含む継手本体の内周
面を樹脂層(樹脂皮膜)あるいは樹脂製筒体で覆った電
気融着継手あるいは融着部材を得ることができる。この
電気融着継手あるいは融着部材は、裸の電熱線を薄い樹
脂皮膜で覆っているので伝熱効率が良好であると共に樹
脂管との間に溶融樹脂を有しているので界面圧力を有効
に発生して短時間で融着強度が高くばらつきのない安定
した融着接合が行える。
価で複雑な金型を用いることなく、電熱線の内側に樹脂
皮膜を形成することができる。また、コアを引き抜くと
き本体内周面を傷付けたり、電熱線を移動させることな
く無理なく引き抜ける。よって、設備や工程が省けるの
で安価にかつ品質の安定した電気融着継手及び融着部材
を得ることが出来る。
着継手の断面図である。
ある。
である。
融着継手の断面図である。
の断面図である。
断面図である。
造過程の一部を示す断面図である。
電気融着部材 2、6:継手本体 7:
融着部材本体 3:電熱線 4(4R、4L、4a、4b):
コネクターピン 5(5R、5L):スリーブ部材 8(8R、8L):
スリーブ部材 10、11:成形コア 12:
コアの嵌合部 13:外金型との嵌合部 14:
螺旋状の巻線溝 20、70:樹脂皮膜 20’:
フィルム状樹脂皮膜 21、61:継手本体の内周面 24:
管の外周面 25:ストッパー C:
クリアランス 30:電熱線の露出部 32:
電熱線の埋設部 50:コネクターピンの嵌合穴 60:
樹脂製筒体 62:電熱線の渡し部
Claims (6)
- 【請求項1】 継手本体と、この継手本体の内周部に設
けた電熱線と、この電熱線の両端に接続したコネクター
ピンとを有する電気融着継手において、前記電熱線を含
む継手本体の内周面を樹脂層で覆ったことを特徴とする
電気融着継手。 - 【請求項2】 前記樹脂層は、厚さ0.3mm〜1.5
mmの樹脂皮膜であることを特徴とする請求項1記載の
電気融着継手。 - 【請求項3】 継手本体と、この継手本体の内周部に設
けた電熱線と、この電熱線の両端に接続したコネクター
ピンとを有する電気融着継手において、前記電熱線を含
む継手本体の内周面に樹脂製の筒部材を装着してなるこ
とを特徴とする電気融着継手。 - 【請求項4】 前記継手本体は、線膨張係数が8〜16
×10-5/℃で、メルトフローレートが0.05〜0.
15g/10minである熱可塑性樹脂材料からなり、前記
樹脂層あるいは樹脂製筒部材は、線膨張係数が8〜24
×10-5/℃で、メルトフローレートが0.05〜0.
25g/10minである熱可塑性樹脂材料からなることを
特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の電気融着継
手。 - 【請求項5】 電熱線を含む継手本体の内周面が樹脂層
で覆われている電気融着継手の製造方法であって、 外周面に電熱線巻回し用溝を設けたコアを組み合わせる
過程と、 前記コアの端部にコネクターピンを立設する過程と、 前記電熱線巻回し溝部分に樹脂皮膜を巻き付ける過程
と、 この樹脂皮膜の上で前記電熱線巻回し用溝に沿って電熱
線を巻回し、その電熱線の両端を前記コネクターピンに
接続する過程と、 この電熱線付きコアを金型内にセットし、金型内のキャ
ビテイに溶融樹脂を射出して継手本体を成形する過程
と、 この継手本体から前記コアのみを引き抜く過程と、 を有することを特徴とする電気融着継手の製造方法。 - 【請求項6】 前記コア又は樹脂皮膜又は電熱線を加熱
しながら巻き付ける過程を含むことを特徴とする請求項
5記載の電気融着継手の製造方法。
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---|---|---|---|
JP30388297A JP4000541B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電気融着継手及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30388297A JP4000541B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電気融着継手及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11141785A true JPH11141785A (ja) | 1999-05-28 |
JP4000541B2 JP4000541B2 (ja) | 2007-10-31 |
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Family Applications (1)
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JP30388297A Expired - Fee Related JP4000541B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電気融着継手及びその製造方法 |
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JP (1) | JP4000541B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006153260A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-06-15 | Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp | エレクトロフュージョン継手、及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-06 JP JP30388297A patent/JP4000541B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006153260A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-06-15 | Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp | エレクトロフュージョン継手、及びその製造方法 |
JP4727276B2 (ja) * | 2004-10-26 | 2011-07-20 | 三菱樹脂株式会社 | エレクトロフュージョン継手、及びその製造方法 |
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