WO2021149832A1 - 電気融着継手および融着方法 - Google Patents

電気融着継手および融着方法 Download PDF

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WO2021149832A1
WO2021149832A1 PCT/JP2021/002489 JP2021002489W WO2021149832A1 WO 2021149832 A1 WO2021149832 A1 WO 2021149832A1 JP 2021002489 W JP2021002489 W JP 2021002489W WO 2021149832 A1 WO2021149832 A1 WO 2021149832A1
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pipe
heat generating
resin
heating
heating wire
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PCT/JP2021/002489
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文夏 北側
愛美子 高橋
博昭 近藤
耕三 牧野
加藤 剛志
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積水化学工業株式会社
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    • F16L47/03Welded joints with an electrical resistance incorporated in the joint

Definitions

  • This disclosure relates to an electric fusion joint and a fusion method.
  • Electric fusion joints are often used when connecting pipe bodies made of resin such as resin pipes and metal reinforced composite pipes having a resin layer and a metal reinforcing layer (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).
  • the electric fusion joint shown in Patent Document 1 has a joint body made of a thermoplastic resin in which a joint receiving portion into which a pipe body to be connected is inserted is formed at both ends, and an inner peripheral surface side of the joint body. It has a heating wire buried in. Further, a stopper portion is provided on the inner peripheral surface of the joint body so as to project inward to regulate the position of the pipe body.
  • the resin on the outer periphery of the insertion port and the inner peripheral portion of the tube body around the heating element are generated. Resin is fused, and the pipe bodies are connected to each other via an electric fusion joint.
  • Patent Document 2 discloses an electrically fused joint having a structure in which a heating wire is provided in the stopper portion in order to reduce the generation of clevis between the resin pipe and the stopper portion.
  • the electric fusion joint according to the first disclosure includes a tubular main body portion, a stopper portion, a first heat generating portion, and a second heat generating portion.
  • the tubular main body has a joint receiving portion into which a tube containing a thermoplastic resin can be inserted inside.
  • the stopper portion is provided so as to project inward on the inner surface of the main body portion, and when the pipe is inserted inside the joint receiving portion, the insertion position of the pipe end of the pipe can be regulated.
  • the first heat generating portion includes a heating wire that is wound and arranged at the joint receiving portion.
  • the second heat generating portion includes a heating wire that is wound so as to be adjacent to each other and arranged in the stopper portion.
  • the first heat generating portion has one or a plurality of heat generating portions wound so that the heating wires are adjacent to each other.
  • the number of adjacent turns of the heating wire in the second heat generating portion is equal to or less than the number of adjacent turns of the heating wire in the heat generating portion adjacent to the second heat generating portion.
  • the electric fusion joint is connected to the pipe by setting the number of adjacent turns of the heating wires in the second heat generating portion to be equal to or less than the number of adjacent turns of the heating wires in the heat generating portion adjacent to the second heating portion.
  • the electric fusion joint when the electric fusion joint is connected to the pipe, it is possible to prevent the temperature of the joint receiving portion from rising earlier than that of the stopper portion, so that the side surface of the pipe is ahead of the end face.
  • the force for pressing the pipe against the stopper portion can be reduced, and the generation of wrinkles and clevis can be suppressed.
  • the electric fusion joint according to the second disclosure is the electric fusion joint according to the first disclosure, and the heating ray density in the first heat generating portion is smaller than the heating ray density in the second heat generating portion.
  • the heating wire density in the first heat generating portion smaller than the heating wire density in the second heating portion in this way, when the pipe is inserted into the joint receiving portion and pressed against the stopper portion to be heated, the end face of the pipe is used. Since the space between the stopper and the stopper is fused before the outer peripheral surface of the pipe and the inner peripheral surface of the joint receiving portion, the seam can be filled and the occurrence of clevis can be suppressed.
  • the pipe is not overheated, so that the occurrence of convex portions (momo wrinkles) on the inner surface of the pipe can be suppressed.
  • the electric fusion joint according to the third disclosure is the electric fusion joint according to the second disclosure, and the heating ray density in the first heat generating portion is 0.55 times or less the heating ray density in the second heating portion. Is.
  • the electric fusion joint according to the fourth disclosure is the electric fusion joint according to the first or second disclosure, and the first heat generating portion generates heat in which a predetermined number of heating wires are wound in the insertion direction of the pipe. Predetermined intervals are provided for each part. All the heating wires in the second heating unit are in contact with the adjacent heating wires.
  • the inner surface of the joint receiving portion can be heated widely rather than locally, so that the pipe can be easily slid toward the stopper portion, and the occurrence of convex portions (wrinkles) on the inner surface of the pipe is suppressed. can do.
  • the electric fusion joint according to the fifth disclosure is the electric fusion joint according to any one of the first to fourth disclosures, and the second heat generating portion includes a heating wire having three or more turns.
  • the stopper portion needs to have a thickness of three or more windings of heating wire, and the deformation of the stopper portion due to the force of abutting the resin pipe is suppressed. Further, since the heating wire having three or more turns is provided, heating can be sufficiently performed and the resin can be sufficiently melted.
  • the electric fusion joint according to the sixth disclosure is the electric fusion joint according to the first disclosure, and the first heat generating portion has one heat generating portion. Adjacent heating wires in the heat generating portion are in contact with each other. The heating wires in the second heat generating portion are in contact with each other.
  • the number of turns of the heating wire in the joint receiving portion is set to be equal to or less than the number of turns of the heating wire in the stopper portion, so that the force when the pipe is pressed against the stopper portion can be reduced, and the inner surface of the pipe can be reduced.
  • the occurrence of convex parts (momo wrinkles) can be suppressed.
  • the electric fusion joint according to the seventh disclosure is the electric fusion joint according to the first disclosure, in which the distance from the stopper portion of the first heat generating portion in the direction along the axis of the main body portion is L, and the joint.
  • the inner diameter of the socket is d
  • d / L is set to 2.5 or less when the outer diameter of the pipe is 25 mm or less
  • d / L is 3.5 when the outer diameter of the pipe is 32 mm or more and 50 mm or less.
  • the d / L is set to 4.0 or less, and when the outer diameter of the pipe is 110 mm or more and 160 mm or less, the d / L is set to 5.5 or less. When the outer diameter of the pipe is 225 mm or more, d / L is set to 6.5 or less.
  • the inventors of the present invention considered to provide a heat generating portion not only in the joint receiving portion but also in the stopper portion in order to suppress the generation of a gap between the stopper portion and the end face of the pipe, but simply provide the heating portion.
  • the size and shape of the bead may not be stable just by providing it. If the size and shape of the bead are not stable, the amount of water will not be stable and dead water will be generated depending on the shape of the bead. Further, if the height of the bead is not uniform in the circumferential direction, a strong pressure is applied to the non-uniform portion (bulging portion), and the bulging portion may be removed and flow out. It is also conceivable that the joint will crack from the bulge and dead water will occur.
  • the inventors of the present invention have clarified that the reason why the size and shape of such a bead becomes unstable is as follows.
  • air is present in the clearance between the inner surface of the joint and the outer surface of the pipe between the heat generating portion of the stopper portion and the heat generating portion of the joint receiving portion (cold zone).
  • the fusion is started, the fusion between the stopper portion provided with the heat generating portion and the pipe end of the pipe and the fusion between the inner surface of the portion provided with the heat generating portion of the joint receiving portion and the outer surface of the pipe are performed.
  • the air in the clearance expands by heat in a state of being confined between the fused portions, and pushes up the molten resin in the process of forming the bead. This changes the size and shape of the bead. This phenomenon occurs due to variations in the dimensional accuracy during molding of pipes and joints, the amount of scraping during construction (the thickness cut in the process of cutting the outer surface of the pipe before fusion), and the degree of insertion of the pipe. May be done.
  • d / L is set to 2.5 or less when the outer diameter of the pipe is 25 mm or less, and d / L is 3 when the outer diameter of the pipe is 32 mm or more and 50 mm or less.
  • the d / L is set to 4.0 or less, and when the outer diameter of the pipe is 110 mm or more and 160 mm or less, the d / L is 5.5 or less.
  • d / L is set to 6.5 or less.
  • the electric fusion joint according to the eighth disclosure is the electric fusion joint according to the first disclosure, and it is assumed that the distance of the first heat generating portion from the stopper portion in the direction along the axis of the main body portion is L. , The distance L is set to zero.
  • the first heat generating portion is arranged adjacent to the stopper portion in the direction along the axis of the main body portion.
  • the electric fusion joint according to the ninth disclosure is the electric fusion joint according to the seventh or eighth disclosure, and the first heat generating portion has a heating wire wound around two or more turns.
  • the electric fusion joint according to the tenth disclosure is the electric fusion joint according to any one of the first to ninth disclosures, and the heating wire in the second heat generating portion is coated on the insulator.
  • the electric fusion joint according to the eleventh disclosure is the electric fusion joint according to the first disclosure, and the main body portion is between the second heat generation portion and the heat generation portion adjacent to the second heat generation portion. It has a through hole formed through from the inner surface to the outer surface.
  • the air between the fused portion between the end surface of the pipe and the stopper portion and the fused portion between the side surface of the pipe and the joint receiving portion is discharged from the through hole, so that the bead R is ejected due to the expansion of the air. It is also possible to suppress the generation of dents due to the bursting of air bubbles mixed in the bead.
  • the heating wire of the first heat generating portion and the heating wire of the second heating portion are connected, and the heating wire of the first heating portion is formed in a stepped shape in which the heating wire is arranged.
  • the step of arranging the heating wire on the winding core provided with the first arranging portion and the second arranging portion for arranging the heating wire of the second heating portion, and the winding core on which the heating wire is arranged are the first. It includes a step of inserting the two arranging portions into the mold so as to face the gate, and a step of injecting resin from the gate to perform molding.
  • the connection method according to the thirteenth disclosure is a tubular main body portion having a joint receiving portion into which a pipe containing a thermoplastic resin can be inserted inside, and a pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion. It is provided with a stopper portion provided so as to project inward on the inner surface of the main body portion so as to regulate the position of the pipe end of the pipe, and a heat generating portion including a heating wire coated on the insulator and arranged on the stopper portion.
  • It is a connection method for connecting an electric fusion joint containing a plastic resin and a pipe, and includes an insertion step, a heating step, and a pressurizing step.
  • the insertion step the pipe is inserted inside the joint receiving portion of the electric fusion joint.
  • the heating wire of the heat generating portion is energized.
  • an external force is applied to the pipe toward the stopper portion in the heating step.
  • connection method according to the fourteenth disclosure is the connection method according to the thirteenth disclosure, and in the pressurizing step, an external force is started to be applied to the pipe after the temperature of the thermoplastic resin exceeds 160 degrees.
  • FIG. 5 is an external view showing a resin pipe and a resin pipe connected to the electric fusion joint and the electric fusion joint according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which a resin pipe and a resin pipe are inserted into the electric fusion joint of FIG. It is a flow chart for demonstrating the fusion method using the electric fusion joint of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a pressure jig used in the fusion method of FIG. The figure which shows the state which attached the resin pipe, the electric fusion joint, and the resin pipe to the pressure jig of FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which the electric fusion joint and the resin pipe of FIG. 1 are fused.
  • FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing an electric fusion joint according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing an electrically fused joint according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the cross-sectional block diagram which shows the electric fusion joint in Embodiment 1d which concerns on this disclosure.
  • (A)-(c) The figure for demonstrating that the size and shape of a bead become unstable.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which a resin pipe and a resin pipe are inserted into the electric fusion joint of FIG. The figure for demonstrating the volume ratio of the conducting wire and resin in a stopper part.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an electric fusion joint according to another embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an electric fusion joint according to a third embodiment according to the present disclosure.
  • the front view which shows the winding core used when manufacturing the electric fusion joint in Embodiment 3 which concerns on this disclosure. It is a figure which shows the state which arranged the heating wire in the winding core of FIG.
  • the flow chart which shows the manufacturing method of the electric fusion joint in Embodiment 3 which concerns on this disclosure.
  • the figure for demonstrating that the winding core is inserted into a mold at the time of manufacturing the electric fusion joint in Embodiment 3 which concerns on this disclosure.
  • (A) (b) The figure for demonstrating the influence on the temperature by the misalignment of a heating wire.
  • FIG. 5 is an external view showing a resin pipe and a resin pipe connected to the electric fusion joint and the electric fusion joint according to the fourth embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an electric fusion joint of FIG. 32.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which a resin pipe and a resin pipe are inserted into the electric fusion joint of FIG. 32.
  • FIG. 3 is a schematic view of an electric fusion joint showing a connection relationship between a heat receiving portion and a stopper heating portion of FIG. 34 and a first connector mounting portion and a second connector mounting portion.
  • the schematic diagram which shows the state which the electric fusion joint is energized by the electric fusion apparatus.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an electric fusion joint of FIG. 32.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which a resin pipe and a resin pipe are inserted into the electric fusion joint of FIG.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining a fusion method using the electric fusion joint of FIG. 32.
  • A (b) The figure for demonstrating the effect by the connection method of the electric fusion joint and the resin pipe of Embodiment 4 which concerns on this disclosure.
  • FIG. 5 is an external view showing a resin pipe and a resin pipe connected to the electric fusion joint and the electric fusion joint according to the fifth embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing an electric fusion joint of FIG. 39.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which a resin pipe and a resin pipe are inserted into the electric fusion joint of FIG. 39.
  • the perspective view which shows the jig used for the connection method of embodiment which concerns on this disclosure. It is a figure which shows the state which attached the resin pipe, the electric fusion joint, and the resin pipe to the jig of FIG. 43. A side view of FIG. 44.
  • the flow chart which shows the connection method of Embodiment 5 which concerns on this disclosure.
  • the cross-sectional block diagram which shows the electric fusion joint and a resin pipe after fusion
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an electric fusion joint according to a seventh embodiment according to the present disclosure. It is a figure which shows the swelling of the thin-walled portion at the time of fusion
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an electrically fused joint in a modified example of the seventh embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 1 shows an electric fusion joint 1 according to the embodiment of the present disclosure, a resin pipe 11 (an example of a pipe containing a thermoplastic resin) connected by the electric fusion joint 1, and a resin pipe 12 (a thermoplastic resin). It is a figure which shows an example of the including tube).
  • FIG. 1 can be said to be an exploded view of the piping structure 100.
  • the piping structure 100 includes, for example, an electric fusion joint 1, a resin pipe 11, and a resin pipe 12.
  • the electric fusion joint 1 is fused with the resin pipe 11 and the resin pipe 12, and connects the resin pipe 11 and the resin pipe 12.
  • the resin tube 11 and the resin tube 12 are each made of a thermoplastic resin.
  • flow paths 11f and 12f having a circular cross section extend inside.
  • a flow path 1f having a circular cross section extends inside the electric fusion joint 1.
  • the direction in which each axis extends with respect to the flow paths of the electric fusion joint 1, the resin pipe 11, and the resin pipe 12 is defined as the axis direction A. Further, in the electric fusion joint 1, the resin pipe 11, and the resin pipe 12, the direction in which the electric fusion joint 1, the resin pipe 11, and the resin pipe 12 are orthogonal to each other and are close to each other and separated from each other is defined as the radial direction B, and the direction of rotation around each axis is defined as the circumferential direction C.
  • the resin pipe 11 moves relative to the electric fusion joint 1 in the axial direction A in the direction of the arrow A1 and is connected to the electric fusion joint 1. Further, the resin pipe 12 moves relative to the electric fusion joint 1 in the axial direction A in the direction of the arrow A2 and is connected to the electric fusion joint 1.
  • the state in which the resin pipe 11 and the resin pipe 12 are connected to the electric fusion joint 1 constitutes the piping structure 100.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the electric fusion joint 1.
  • the electric fusion joint 1 has a main body portion 2, first heat generating portions 3 and 4, a second heat generating portion 5, and a connector mounting portion 6.
  • the main body portion 2 is made of a thermoplastic resin, and has a tubular portion 21 and a stopper portion 22 as shown in FIG.
  • the tubular portion 21 is tubular and has a joint receiving portion 23, a joint receiving portion 24, and a continuous portion 25.
  • a resin pipe 11 is inserted inside the joint receiving portion 23.
  • a resin pipe 12 is inserted inside the joint receiving portion 24.
  • thermoplastic resin used in the main body 2 is not particularly limited, but a melting point of less than 230 ° C. is preferable.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which the resin pipe 11 is inserted inside the joint receiving portion 23 of the electric fusion joint 1 and the resin pipe 12 is inserted inside the joint receiving portion 24.
  • the inner diameter of the joint receiving portion 23 is formed to be equal to or larger than the outer diameter of the resin pipe 11. Further, the inner diameter of the joint receiving portion 24 is formed to be equal to or larger than the outer diameter of the resin pipe 12.
  • the continuous portion 25 is connected to the joint receiving portion 23 and the joint receiving portion 24, and connects the joint receiving portion 23 and the joint receiving portion 24.
  • the continuous portion 25 is a portion that connects between the joint receiving portion 23 and the joint receiving portion 24, and a stopper portion 22, which will be described later, is provided inside the radial direction B.
  • the stopper portion 22 is an annular portion.
  • the stopper portion 22 is formed on the inner surface 21a of the tubular portion 21 in a ridge along the circumferential direction C over the entire circumference.
  • the stopper portion 22 also contains a thermoplastic resin, and is preferably formed of the same resin as the thermoplastic resin used in the tubular portion 21.
  • the stopper portion 22 is formed so as to project inward in the radial direction from the inner surface 21a of the tubular portion 21. Further, the stopper portion 22 is arranged inside the continuous portion 25 of the tubular portion 21 in the radial direction B.
  • the stopper portion 22 may be formed as one member with the tubular portion 21, or may be formed as a separate member from the tubular portion 21.
  • the stopper portion 22 has a first side surface 22a, a second side surface 22b, and a peripheral surface 22c.
  • the peripheral surface 22c is an end surface on the inner side in the radial direction of the stopper portion 22.
  • the first side surface 22a is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 21a of the tubular portion 21 toward the inside of the radial direction B.
  • the second side surface 22b is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 21a of the tubular portion 21 toward the inside of the radial direction B.
  • the peripheral surface 22c connects the radial inner end of the first side surface 22a and the radial inner end of the second side surface 22b.
  • the peripheral surface 22c is formed substantially parallel to the inner surface 21a of the tubular portion 21.
  • the pipe end 11a of the resin pipe 11 comes into contact with the first side surface 22a of the stopper portion 22, and the insertion position of the pipe end 11a is as shown in FIG. Is regulated.
  • the pipe end 11a comes into contact with the first side surface 22a when the pipe end 11a comes into direct contact with the first side surface 22a and when the pipe end 11a comes into contact with the heating wire 51 (described later) of the second heat generating portion 5. This includes the case of indirectly contacting the first side surface 22a.
  • the pipe end 12a of the resin pipe 12 comes into contact with the second side surface 22b of the stopper portion 22, and the insertion position of the pipe end 12a is as shown in FIG. Is regulated.
  • the pipe end 12a comes into contact with the second side surface 22b when the pipe end 12a comes into direct contact with the second side surface 22b and when the pipe end 12a comes into contact with the heating wire 51 (described later) of the second heat generating portion 5. This includes the case of indirectly contacting the second side surface 22b.
  • the generation of clevis is suppressed between the pipe end 11a and the first side surface 22a and between the pipe end 12a and the second side surface 22b (see position P).
  • the first heat generating portions 3 and 4 are provided in the joint receiving portions 23 and 24.
  • the first heat generating portion 3 has a heating wire 31 embedded in the inner surface 21a at the joint receiving portion 23 which is one end of the tubular portion 21.
  • the heating wire 31 is arranged so as to be wound in the circumferential direction along the inner surface 21a.
  • the heating wire 31 is arranged in the vicinity of the inner surface 21a.
  • the heating wire 31 may be buried in the tubular portion 21 so that a part of the heating wire 31 is exposed on the flow path 1f side, or may be completely buried.
  • the first heat generating portion 4 has a heating wire 41 embedded in the inner surface 21a at the joint receiving portion 24 which is the other end of the tubular portion 21.
  • the heating wire 41 is arranged so as to be wound in the circumferential direction along the inner surface 21a.
  • the heating wire 41 is arranged in the vicinity of the inner surface 21a.
  • the heating wire 41 may be buried in the tubular portion 21 so that a part of the heating wire 41 is exposed on the flow path 1f side, or may be completely buried.
  • the heating wires 31 and 41 may have, for example, a conducting wire and an insulating film.
  • the conducting wire for example, a nichrome wire, an iron chrome type 2 wire, an iron chrome type 1 wire, a nickel chrome wire or the like can be used.
  • the insulating film is provided so as to cover the periphery of the conducting wire.
  • the insulating film has a melting point of 230 degrees or higher. It is preferable that this is set to a temperature at which the thermoplastic resin does not melt even at a temperature at which the thermoplastic resin melts (for example, in the case of polyethylene, the heating wire is heated to 220 degrees) in the present embodiment.
  • the insulating film can be formed of, for example, a fluorine-based resin or an imide-based resin, but it is more preferable to form the insulating film with a polyimide-based resin.
  • the thickness of the conductor may be set to 0.1 mm or more and 10 mm or less.
  • the arrangement of the heating wires 31 and 41 in the first heat generating portions 3 and 4 will be described. Since the first heat generating portion 4 is provided symmetrically with respect to the first heat generating portion 3 and the stopper portion 22, the first heat generating portion 3 will be described.
  • the heating wire 31 is arranged so that the heating wire density in the first heating unit 3 is smaller than the heating wire density in the second heating unit 5 described later.
  • the heating wire 31 is repeatedly wound twice so as to come into contact with each other, and the heating wire 31 is repeatedly wound twice so as to come into contact with each other at a predetermined interval D along the axial direction A. ..
  • the heating wire 31 is wound around eight times.
  • the portion wound around twice so that the heating wire 31 comes into contact with the heating wire 31 is referred to as a heating portion 3a.
  • the first heat generating portion 3 has a plurality of heat generating portions 3a, and the heat generating portions 3a are arranged at predetermined intervals D along the axial direction A.
  • the length along the axial direction A of the region where the heating wires 31 are arranged is L
  • the length L can also be said to be the length of the first heat generating portion 3 along the axial direction A or the length of the heating wire 31 along the axial direction A.
  • the heating wire density is defined as the number of heating wires per unit length (for example, 1 mm).
  • the heating wire density can be obtained as a value obtained by dividing the number of heating wires 31 arranged at a length L along the axial direction A of the region where the heating wires 31 are arranged by the length L.
  • the first heating unit 4 also has eight heating wires 41 arranged in a length of 23 mm, so that the heating wire density is 8 (lines) / 23 (mm) ⁇ 0. It is set to .35 (book / mm). Further, the portion wound around twice so that the heating wire 41 comes into contact with the heating wire 41 is referred to as a heating portion 4a. It can be said that the first heat generating portion 4 has a plurality of heat generating portions 4a, and the heat generating portions 4a are arranged at predetermined intervals D along the axial direction A.
  • the second heat generating portion 5 is provided on the stopper portion 22.
  • the second heating unit 5 has a heating wire 51.
  • the heating wire 51 is provided in the stopper portion 22 so as to be wound in the circumferential direction C along the axial direction A. In the present embodiment, the heating wire 51 is wound around the stopper portion 22, for example, three times. In the second heating unit 5 of the present embodiment, all the adjacent heating wires 51 are in contact with each other.
  • the heating wire 51 has the same configuration as the heating wires 31 and 41.
  • the heating wire 51 is wound three times so as to come into contact with each other. Therefore, three heating wires 51 are arranged in the length L (which can be said to be the length of the second heat generating portion 5) along the axial direction A of the region where the heating wires 51 are arranged.
  • the diameter of the wound heating wire 51 in the second heating unit 5 is set to be smaller than the diameter of the wound heating wires 31 and 41 in the first heating units 3 and 4.
  • the diameter of the wound heating wire 51 in the second heat generating portion 5 is set so as to be within the thickness of the tube walls of the resin tubes 11 and 12 into which the position of the heating wire 51 is inserted.
  • the heating ray density in the first heat generating portions 3 and 4 is about 0.35. Therefore, in the present embodiment, the heating ray density in the first heat generating portions 3 and 4 is the electric heating in the second heating unit 5. It is set smaller than the heat ray density.
  • the stopper portion is long in the circumferential direction and long in the axial direction, it is necessary to increase the pressing force, and there is a possibility that a bead is formed in which the amount of resin is excessive and the flow path is obstructed.
  • the stopper portion in which two heating wires are arranged the amount of resin may be insufficient to fill the gap in the confluence portion. This is because we want to prevent the position of the heating wire from shifting during resin injection by filling the heating wire without gaps in the stopper part, so the stopper dimensions are set to the height x width x number of windings. be.
  • the amount of resin required to fill the gap in the confluence portion can be supplied, and two wires can be supplied. Since the number of heating wires is larger than in the case, the resin is likely to melt. Further, although there are two merging portions of the heating wire 51, the heating wire is wound once between them, and the influence of the merging portion is smaller than that in the case where the two merging wires are arranged.
  • the heating wire densities in the first heat generating portions 3 and 4 described above are not limited to the configuration shown in FIG. Different examples will be described in Embodiments 1b and 1c below.
  • the connector mounting portion 6 has two pins 61 as shown in FIG.
  • the two pins 61 are provided so as to project outward in the radial direction from the outer surface 21d of the tubular portion 21.
  • one of the two pins 61 is arranged near the end 21b of the tubular portion 21, and the other pin 61 is arranged near the end 21c.
  • the two pins 61 are connected to the heating wires 31, 41, and 51 of the first heat generating portions 3, 4, and 5.
  • the heating wires 31, 41, and 51 generate heat.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining the fusion method of the present embodiment.
  • step S1 the resin pipe 11 is inserted inside the joint receiving portion 23 of the electric fusion joint 1 until the stopper portion 22 regulates the relative movement of the pipe end 11a of the resin pipe 11.
  • FIG. 3 shows a state in which the resin pipe 11 and the resin pipe 12 are inserted into the electric fusion joint 1.
  • step S2 the resin pipe 11 is pressurized in the direction of the stopper portion 22 (direction of arrow A1 shown in FIG. 3) so as to press the pipe end 11a against the first side surface 22a of the stopper portion 22. Further, the resin pipe 12 is pressurized in the direction of the stopper portion 22 (direction of arrow A2 shown in FIG. 3) so as to press the pipe end 12a against the second side surface 22b of the stopper portion 22.
  • FIG. 5 is a diagram showing a jig 200.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the resin pipe 11, the electric fusion joint 1, and the resin pipe 12 are attached to the jig 200.
  • the jig 200 has a first clamp portion 210, a second clamp portion 220, three guide members 230, and a pressure screw member 240.
  • the first clamp portion 210 has a first semi-annular portion 211, a second semi-annular portion 212, a hinge portion 213, a fastening portion 214, and a position fixing portion 215.
  • the first semi-annular portion 211 and the second semi-annular portion 212 have substantially half the shape of an annulus, and can sandwich the outer circumference of the resin tube 11.
  • the first semi-annular portion 211 has a guide support portion 211b and a screw portion 211c in the circumferential direction.
  • a through hole is formed in the guide support portion 211b, and a rod-shaped guide member 230 is inserted through the guide support portion 211b.
  • the second semi-annular portion 212 has two guide support portions 212b and 212c in the circumferential direction. Through holes are formed in each of the guide support portion 212b and the guide support portion 212c, and a rod-shaped guide member 230 is inserted therethrough.
  • the hinge portion 213 rotatably connects the peripheral ends of the first semi-annular portion 211 and the second semi-annular portion 212.
  • the resin tube 11 is arranged between the first semi-annular portion 211 and the second semi-annular portion 212 with the hinge portion 213 as the center and the space between the first semi-annular portion 211 and the second semi-annular portion 212 opened. NS.
  • the fastening portion 214 is, for example, a screw, and is provided at the end of the first semi-annular portion 211 and the second semi-annular portion 212 in the circumferential direction opposite to the hinge portion 213.
  • the circumferential end of the first semi-annular portion 211 opposite to the hinge portion 213 protrudes outward, and a through hole is formed in the protruding portion 211a.
  • the circumferential end of the second semi-annular portion 212 opposite to the hinge portion 213 protrudes outward, and a through hole is formed in the protruding portion 212a.
  • the two through holes face each other, and the fastening portion 214 which is a screw is inserted.
  • a screw shape is formed on the inner peripheral surface of the through hole of the protruding portion 212a, and no screw shape is formed on the through hole of the protruding portion 211a.
  • the fastening portion 214 is screwed into the through hole of the protruding portion 212a through the through hole of the protruding portion 211a.
  • the fastening portion 214 is not limited to screws, but may be bolts and nuts, for example, and the configuration is limited as long as the first semi-annular portion 211 and the second semi-annular portion 212 can be tightened. is not it.
  • the position fixing portion 215 is a screw member and is provided on the guide support portion 211b. Specifically, the guide support portion 211b is formed with a screw hole toward the through hole into which the guide member 230 is inserted, and the position fixing portion 215 is inserted into the screw hole.
  • the tip of the position fixing portion 215 comes into contact with the guide member 230, so that the position of the first clamp portion 210 with respect to the guide member 230 is fixed.
  • the second clamp portion 220 has a first semi-annular portion 221 and a second semi-annular portion 222, a hinge portion 223, and a fastening portion 224.
  • the first semi-annular portion 221 has the same shape as the first semi-annular portion 211, and has a protruding portion 221a, a guide support portion 221b, and a screw portion 221c. Unlike the guide support portion 211b, the guide member 230 is fixed to the guide support portion 221b.
  • the second semi-annular portion 222 has the same shape as the second semi-annular portion 212, and has a protruding portion 222a, a guide support portion 222b, and a guide support portion 222c. Unlike the guide support portions 212b and 212c, the guide member 230 is fixed to the guide support portions 222b and 222c.
  • the hinge portion 223 is the same as the hinge portion 213, and rotatably connects the peripheral ends of the first semi-annular portion 221 and the second semi-annular portion 222.
  • the fastening portion 224 is the same as the fastening portion 214, and is provided on the protruding portion 221a and the protruding portion 222a.
  • the guide member 230 is fixed to the guide support portion 221b through the guide support portion 211b.
  • the guide member 230 is fixed to the guide support portion 222b by inserting the guide support portion 212b.
  • the guide member 230 is fixed to the guide support portion 222c through the guide support portion 212c.
  • the pressure screw member 240 is a ball screw, and is inserted through the screw portion 211c and the screw portion 221c.
  • the screw portion 211c and the screw portion 221c are formed with screw holes through which the pressure screw member 240 is inserted, and the screw portions 211c and the screw portion 221c are formed with screw holes opposite to each other. That is, when the pressure screw member 240 is rotated, the first clamp portion 210 and the second clamp portion 220 approach or separate from each other along the guide member 230.
  • the resin tube 11 is sandwiched and fixed by the first clamp portion 210, the resin tube 12 is sandwiched and fixed by the second clamp portion 220, and then the pressure screw member 240 is rotated.
  • the first clamp portion 210 and the second clamp portion 220 are brought close to each other (see arrows A1 and A2).
  • the resin tube 11 and the resin tube 12 are pressed so that the tube end 11a of the resin tube 11 is pressed against the first side surface 22a of the stopper portion 22 and the tube end 12a of the resin tube 12 is pressed against the second side surface 22b of the stopper portion 22. Can be pressurized.
  • the pressurized state by the first clamp portion 210 and the second clamp portion 220 can be maintained.
  • step S3 the connectors of the electric fusion device are attached to the two pins 61 of the connector attachment portion 6 in a pressurized state, and energization is performed for a predetermined time.
  • the pressure screw member 240 may be rotated to push the resin pipe 11 and the resin pipe 12 into the electric fusion joint 1 while energizing.
  • the heating wire temperature at the time of energization may be any temperature as long as it can melt the main body 2, and in the case of polyolefin, it is preferably 220 degrees or less.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state in which the resin pipe 11, the electric fusion joint 1 and the resin pipe 12 are melted and connected. As shown in FIG. 7, the stopper portion 22 is melted, pushed by the resin pipes 11 and 12, narrowed, and fills the space between the resin pipe 11 and the resin pipe 12 to form a bead R.
  • This energization causes the heating wires 31, 41, 51 to generate heat.
  • the resin pipes 11 and 12 are inserted into the joint receiving portions 23 and 24 and the stopper portion 22 is inserted.
  • the area between the surfaces of the pipe ends 11a and 12a of the resin pipes 11 and 12 and the stopper portion 22 is the outer peripheral surface of the resin pipes 11 and 12 and the joint receiving portions 23 and 24. Since it is fused before the space between the peripheral surfaces, the seam can be filled and the formation of clevis can be suppressed.
  • the resin pipes 11 and 12 are not overheated, so that the occurrence of convex portions (momo wrinkles) on the inner surfaces of the resin pipes 11 and 12 is suppressed. be able to.
  • the number of turns of the heating wire 51 in the second heat generating portion 5 is larger than the number of turns of the heat generating portion 3a. Further, the number of turns of the heating wire 51 in the second heat generating portion 5 is larger than the number of turns of the heat generating portion 4a.
  • the heating wires 31 and 41 of the first heating units 3 and 4 and the heating wires 51 of the second heating unit 5 have the same wire diameter and material, the larger the number of turns, the easier it is for the temperature to rise during energization. If the number of turns of the heating wire 51 of the second heat generating section 5 is smaller than the number of turns of the heating wires 31 and 41 of the first heating section 3 and 4, the heat generated by the first heating section 3 and 4 is generated. Since it is larger than the heat generated by the second heat generating portion 5, the side surfaces of the resin tubes 11 and 12 are heated first and expand.
  • the number of turns of the heating wire 51 in the second heat generating portion 5 is larger than the number of turns of the heat generating portions 3a and 4a, so that the heat generated in the second heat generating portion 5 is generated. It is larger than the heat generated in the heat generating portions 3a and 4a closest to the second heat generating portion 5.
  • the pipe ends 11a and 12a are brought to the stopper portion 22 by melting by the second heat generating portion 5 before the resin pipes 11 and 12 are restrained by the electric fusion joint 1 due to the heating expansion of the side surfaces of the resin pipes 11 and 12. Since it can be pressed, it can be fused with a small pressing force.
  • the resin protrudes like a burr after fusion at the joint between the stopper portion 22 and the pipe ends 11a and 12a of the resin pipes 11 and 12, and the inner peripheral surface of the stopper portion 22. And the inner peripheral surfaces of the resin tubes 11 and 12 do not have to be flush with each other.
  • the electric fusion joint 101 of the first embodiment 1b has different heating wire densities from the electric fusion joint 1 of the first embodiment 1a and the first heat generating portions 3 and 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram showing the electric fusion joint 101 of the first embodiment 1b.
  • the electric fusion joint 101 shown in FIG. 8 includes a first heat generating portion 103 in which the heating wire 31 is wound differently from the first heat generating portion 3 of the first embodiment 1a, and the first heat generating portion 4 of the first embodiment 1a.
  • the first heat generating portion 104 is provided in which the heating wire 41 is wound differently from the above.
  • the first heat generating portion 103 and the first heat generating portion 104 have a symmetrical configuration with respect to the stopper portion 22, the first heat generating portion 103 will be described as an example.
  • the heating wire 31 is arranged so that the heating wire density in the first heating unit 103 is smaller than the heating wire density in the second heating unit 5.
  • the heating wire 31 is wound once, the heating wire 31 is wound once at a predetermined interval D, and the heating wire 31 is wound once at a predetermined interval D, which is repeated. There is. In this embodiment, the heating wire 31 is wound eight times.
  • the portion around which the heating wire 31 is wound once is referred to as a heat generating portion 103a. It can be said that the first heat generating portion 103 has a plurality of heat generating portions 103a, and the heat generating portions 103a are arranged at predetermined intervals D along the axial direction A.
  • the length along the axial direction A of the region where the heating wires 31 are arranged is L
  • eight heating wires 31 are arranged in the length L.
  • the length L can also be said to be the length of the first heat generating portion 103 along the axial direction A or the length of the heating wire 31 along the axial direction A.
  • the first heating unit 104 Similar to the first heating unit 103, the first heating unit 104 also has eight heating wires 41 arranged in a length of 15 mm, so that the heating wire density is 8/15 ⁇ 0.53 (lines / line /). It is set to mm).
  • the portion around which the heating wire 41 is wound once is referred to as a heat generating portion 104a. It can be said that the first heat generating portion 104 has a plurality of heat generating portions 104a, and the heat generating portions 104a are arranged at predetermined intervals D along the axial direction A.
  • the heating ray density of the second heat generating portion 5 is 1 as in the first embodiment. Therefore, the heating wire densities in the first heat generating units 103 and 104 are set to be smaller than the heating wire densities in the second heat generating parts 5.
  • the electric fusion joint 201 of the first embodiment 1c has different heating wire densities from the electric fusion joint 1 of the first embodiment 1a and the first heat generating portions 3 and 4.
  • FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram showing the electric fusion joint 201 of the first embodiment 1c.
  • the heat generating portion 203 in which the heating wire 31 is wound differently from the first heat generating portion 3 of the first embodiment 1a and the first heat generating portion 4 of the first embodiment 1a are A heating unit 204 is provided in which the heating wire 41 is wound differently.
  • the heat generating portion 203 and the heat generating portion 204 have a symmetrical configuration with respect to the stopper portion 22, the heat generating portion 203 will be described as an example.
  • the heating wire 31 is arranged so that the heating wire density in the heating unit 203 is smaller than the heating wire density in the second heating unit 5.
  • the heating wire 31 is repeatedly wound three times so as to come into contact with each other, and the heating wire 31 is repeatedly wound three times so as to come into contact with each other at a predetermined interval D along the axial direction A.
  • the heating wire 31 is wound around 9 turns.
  • the portion where the heating wire 31 is wound three times is referred to as a heating portion 203a.
  • the first heat-generating portion 203 has a plurality of heat-generating portions 203a, and the heat-generating portions 203a are arranged at predetermined intervals D along the axial direction A.
  • the length along the axial direction A of the region where the heating wires 31 are arranged is L
  • nine heating wires 31 are arranged in the length L.
  • the length L can also be said to be the length of the first heat generating portion 203 along the axial direction A or the length of the heating wire 31 along the axial direction A.
  • the portion where the heating wire 41 is wound around three times is referred to as a heating portion 204a.
  • the first heat-generating portion 204 has a plurality of heat-generating portions 204a, and the heat-generating portions 204a are arranged at predetermined intervals D along the axial direction A.
  • the heating ray density of the second heat generating portion 5 is 1 as in the first embodiment. Therefore, the heating wire densities in the heat generating units 203 and 204 are set to be smaller than the heating wire densities in the second heat generating parts 5.
  • the number of turns of the heating wire 51 in the second heat generating portion 5 is configured to be the same as the number of turns of the heat generating portions 203a and 204a of the first heat generating portions 203 and 204. ing.
  • the number of turns of the heating wires 31 and 41 of the heat generating portions 203a and 204a of the first heating unit 203 and 204 is the same as the number of windings of the heating wire 51 of the second heating unit 5, so that heat is generated. Since the temperatures of the portions 203a and 204a and the second heat generating portion 5 rise at the same time, and at least the temperature of the heat generating portions 203a and 204a does not rise faster than that of the second heat generating portion 5, the pipe ends 11a and 12a are pressed against the stopper portion 22. At the same time, a large pushing force is not required and fusion is easy. In consideration of ease of pushing, it is preferable that the number of turns of the heating wires 31 and 41 of the heat generating portions 203a and 204a is smaller than the number of turns of the heating wires 51 of the second heat generating portion 5.
  • the electric fusion joint 301 of the first embodiment 1d is provided with air holes 371 and 372 in the electric fusion joint 1 of the first embodiment 1a.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the electric fusion joint 301 of the first embodiment 1d.
  • the air hole 371 (an example of the through hole) is between the second heat generating portion 5 and the first heat generating portion 3 in the axial direction A, and is formed so as to penetrate from the inner surface 21a to the outer surface 21d of the main body portion 2.
  • the air hole 371 is arranged between the stopper portion 22 and the heat generating portion 3a arranged next to the stopper portion 22 (closest to the stopper portion 22).
  • a plurality of air holes 371 may be formed in the circumferential direction, but only one may be formed.
  • the air hole 372 (an example of the through hole) is between the second heat generating portion 5 and the first heat generating portion 4 in the axial direction A, and is formed so as to penetrate from the inner surface 21a to the outer surface 21d of the main body portion 2.
  • the air hole 372 is arranged between the stopper portion 22 and the heat generating portion 4a arranged next to the stopper portion 22 (closest to the stopper portion 22).
  • a plurality of air holes 372 may be formed in the circumferential direction, but only one may be formed.
  • FIG. 11A is a diagram showing a state in which the resin pipe 11 is inserted into the electric fusion joint 11000 in which the air hole 371 is not formed.
  • the clearance between the inner surface of the electric fusion joint 1000 and the outer surface of the resin pipe 11 in the figure.
  • the fusion portion is indicated by P2 in the figure
  • the joint receiving port Since the inner surface of the portion of the portion 23 where the first heat generating portion 3 is provided and the outer surface of the resin pipe 11 are fused (the fused portion is indicated by P1 in the drawing) simultaneously proceed, the air in the clearance E is released.
  • the bead R may be ejected due to heat expansion while being confined between the fused portions P1 and P2. Further, as shown in FIG. 11B, there is no escape place for air in the clearance E, and air ⁇ may enter inside the bead R.
  • the air between the fusion portion P1 and the fusion portion P2 is discharged from the air holes 3871, 372. Therefore, it is possible to suppress the ejection of the bead R and the occurrence of dents.
  • the outer diameter of the stopper portion 22 is circular when viewed along the axial direction A, but it is not limited to a circle and may be a polygonal shape.
  • the first heat generating portions 3, 103, 203 and the first heat generating portions 4, 104, 204 are provided symmetrically with the stopper portion 22 interposed therebetween, but the present invention is not limited to this.
  • the heat generating portion 3 may be provided in one joint receiving portion 23 with the stopper portion 22 interposed therebetween, and the heat generating portion 104 may be provided in the other joint receiving portion 24.
  • the flow paths of the electric fusion joints 1, 101, and 201 are all formed in a straight line, but an elbow joint in which the flow paths are curved may be used.
  • heating wires 31, 41, 51 are used for the first heating unit 3, 4, 103, 104, 203, 204 and the second heating unit 5, all of them.
  • the heating wires 31, 41, and 51 are provided with an insulating film, but the present invention is not limited to this. However, it is preferable that at least the heating wire 51 is provided with an insulating film. This is because the resin pipe 11 and the resin pipe 12 may pressurize the heating wires 51 so that the heating wires 51 can easily come into contact with each other.
  • the first heat generating portion 3 is in contact with the same number of turns (2 turns and 3 turns), but the first heat generating portion 3 may be in contact with each other in different numbers of turns. .. The same applies to the first heat generating portions 4, 203 and 204. (Example)
  • Example 1 In the first embodiment, the electric fusion joint 1 of the above-described embodiment 1a was used.
  • the resin pipe 11 and the resin pipe 12 were 25A pipes, and polyethylene pipes having a wall thickness of 2.9 mm were used. These 25A polyethylene pipes are inserted into the electric fusion joint 1 of the first embodiment, and then the first heat generating parts 3, 4 and 5 are energized while pressing the polyethylene pipes in the direction of the stopper part 22, and the polyethylene pipes are used. And the electric fusion joint was fused.
  • the outer diameters of the heating wires 31 and 41 shown in FIG. 2 are set to 1 mm, and the interval D is set to 5 mm. Therefore, the length L is 23 mm, and the heating wire densities in the first heat generating portions 3 and 4 are 8 (lines) / 23 (mm) ⁇ 0.35 (lines / mm).
  • the polyethylene pipe (resin pipe 11 and resin pipe 12) and the joint (electric fusion joint 1) after fusion were divided into two in the cylindrical direction, and the clevis was evaluated by visual observation.
  • the evaluation of the clevis the one in which the bead is formed in the shape of an inner circumference at the contact portion (position indicated by P in FIG. Those that have not been marked as x.
  • Example 2 In the second embodiment, the electric fusion joint 101 of the above-described first embodiment 1b was used.
  • the resin pipe 11 and the resin pipe 12 were 25A pipes, and polyethylene pipes having a wall thickness of 2.9 mm were used. These 25A polyethylene pipes are inserted into the electric fusion joint 101 of the second embodiment, and then the first heat generating portions 103, 104, and 5 are energized while pressing the polyethylene pipes in the direction of the stopper portion 22, and the polyethylene pipes are used. And the electric fusion joint was fused.
  • the outer diameters of the heating wires 31 and 41 shown in FIG. 8 are set to 1 mm, and the interval D is set to 1 mm. Therefore, the length L is 15 mm, and the heating wire densities in the first heat generating portions 103 and 104 are 8 (lines) / 15 (mm) ⁇ 0.53 (lines / mm).
  • Example 1 After the polyethylene pipe and the electric fusion joint 101 were fused, the same visual observation as in Example 1 was performed. The results are shown in (Table 1).
  • Example 3 the electric fusion joint 201 of the first embodiment described above was used.
  • the resin pipe 11 and the resin pipe 12 were 25A pipes, and polyethylene pipes having a wall thickness of 2.9 mm were used. These 25A polyethylene pipes are inserted into the electric fusion joint 201 of the third embodiment, and then, while pressing the polyethylene pipes in the direction of the stopper portion 22, the heat generating portions 203, 204, and 5 are energized, and the polyethylene pipes and electricity are applied.
  • the fusion splicer was fused.
  • Example 1 After the polyethylene pipe and the electric fusion joint 201 were fused, the same visual observation as in Example 1 was performed. The results are shown in (Table 1).
  • Example 3 As shown in (Table 1), in Example 3, there were some unformed portions of beads, and acceptable wrinkles were observed.
  • the heating wire wound eight times is an example of the heat generating portion of the first heating unit 11003 and 11004, and the number of windings of the heating wire of the heating portion is larger than the number of windings of the heating wire 51 of the second heating unit 5. Is also increasing.
  • Comparative Example 1 no beads were formed, clevis was observed, uneven surfaces such as sink marks and wrinkles of unacceptable size were visually observed, and wrinkles were present.
  • the heating ray density in the first heat generating portion is 0.55 times or less of the heating ray density in the second heat generating portion. I understand.
  • Example 4 The electric fusion joint 1 of the first embodiment 1a and the resin pipes 11 and 12 were fused.
  • the jig of the second embodiment described later was used to pressurize at the same time as the start of heating by energization.
  • Example 5 The electric fusion joint 301 of the first embodiment and the resin pipes 11 and 12 are fused.
  • the jig the jig of the second embodiment described later is used, and the jig is applied at the same time as the start of heating by energization. Pressure was applied.
  • FIG. 13 shows an electric fusion joint 1001 according to the embodiment of the present disclosure, a resin pipe 1011 (an example of a pipe containing a thermoplastic resin) connected by the electric fusion joint 1001, and a resin pipe 1012 (a thermoplastic resin). It is a figure which shows an example of the including tube).
  • FIG. 13 can be said to be an exploded view of the piping structure 1100.
  • the piping structure 1100 includes, for example, an electric fusion joint 1001, a resin pipe 1011 and a resin pipe 1012.
  • the electric fusion joint 1001 is fused with the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012, and connects the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012.
  • the resin tube 1011 and the resin tube 1012 are each made of a thermoplastic resin. Specifically, the resin tube 1011 and the resin tube 1012 are made of polyolefin such as polyethylene.
  • flow paths 1011f and 1012f having a circular cross section extend inside.
  • a flow path 1001f having a circular cross section extends inside the electric fusion joint 1001.
  • the direction in which each axis extends with respect to the flow paths of the electric fusion joint 1001, the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 is defined as the axis direction A. Further, in the electric fusion joint 1001, the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012, the direction in which the electric fusion joint 1001, the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 are orthogonal to each other and are close to each other and separated from each other is defined as the radial direction B, and the direction rotating around each axis is defined as the circumferential direction C.
  • the resin pipe 1011 moves relative to the electric fusion joint 1001 in the axial direction A in the direction of the arrow A1 and is connected to the electric fusion joint 1001. Further, the resin pipe 1012 moves relative to the electric fusion joint 1001 in the axial direction A in the direction of the arrow A2 and is connected to the electric fusion joint 1001.
  • the state in which the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 are fused and connected to the electric fusion joint 1001 constitutes the piping structure 1100.
  • FIG. 14 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the electric fusion joint 1001.
  • the electric fusion joint 1001 has a main body portion 1002, first heat generating portions 1003 and 1004, a second heat generating portion 1005, and a connector mounting portion 1006.
  • the main body portion 1002 is made of a thermoplastic resin, and has a tubular portion 1021 and a stopper portion 1022 as shown in FIG.
  • the tubular portion 1021 is tubular and has a joint receiving portion 1023, a joint receiving portion 1024, and a continuous portion 1025.
  • a resin pipe 1011 is inserted inside the joint receiving portion 1023.
  • a resin pipe 1012 is inserted inside the joint receiving portion 1024.
  • thermoplastic resin used in the main body 1002 is not particularly limited, but a thermoplastic resin having a melting point of less than 230 ° C. is preferable.
  • FIG. 15 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which the resin pipe 1011 is inserted inside the joint receiving portion 1023 of the electric fusion joint 1001 and the resin pipe 1012 is inserted inside the joint receiving portion 1024.
  • the inner diameter of the joint receiving portion 1023 is formed to be equal to or larger than the outer diameter of the resin pipe 1011. Further, the inner diameter of the joint receiving portion 1024 is formed to be equal to or larger than the outer diameter of the resin pipe 1012.
  • the resin pipe 1011 can be inserted into the joint receiving portion 1023 by scraping the outer circumference of the resin pipe 1011 with a scraper or the like. ..
  • the resin pipe 1012 can be inserted into the joint receiving portion 1023 by scraping the outer circumference of the resin pipe 1012 with a scraper or the like. ..
  • the continuous portion 1025 is connected to the joint receiving portion 1023 and the joint receiving portion 1024, and connects the joint receiving portion 1023 and the joint receiving portion 1024.
  • the continuous portion 1025 is a portion that connects between the joint receiving portion 1023 and the joint receiving portion 1024, and a stopper portion 1022, which will be described later, is provided inside the radial direction B.
  • the stopper portion 1022 is an annular portion.
  • the stopper portion 1022 is formed on the inner surface 1021a of the tubular portion 1021 in a ridge along the circumferential direction C over the entire circumference.
  • the stopper portion 1022 also contains a thermoplastic resin, and is preferably formed of the same resin as the thermoplastic resin used in the tubular portion 1021.
  • the stopper portion 1022 is formed so as to project inward in the radial direction from the inner surface 1021a of the tubular portion 1021. Further, the stopper portion 1022 is arranged inside the continuous portion 1025 of the tubular portion 1021 in the radial direction B.
  • the stopper portion 1022 may be formed as one member with the tubular portion 1021, or may be formed as a separate member from the tubular portion 1021.
  • the stopper portion 1022 has a first side surface 1022a, a second side surface 1022b, and a peripheral surface 1022c.
  • the peripheral surface 1022c is an end surface on the inner side in the radial direction of the stopper portion 1022.
  • the first side surface 1022a is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 1021a of the tubular portion 1021 toward the inside in the radial direction B.
  • the second side surface 1022b is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 1021a of the tubular portion 1021 toward the inside in the radial direction B.
  • the peripheral surface 1022c connects the radial inner end of the first side surface 1022a and the radial inner end of the second side surface 1022b.
  • the peripheral surface 1022c is formed substantially parallel to the inner surface 1021a of the tubular portion 1021.
  • the pipe end 1011a of the resin pipe 1011 comes into contact with the first side surface 1022a of the stopper portion 1022, and the insertion position of the pipe end 1011a. Is regulated.
  • the pipe end 1011a comes into contact with the first side surface 1022a when the pipe end 1011a comes into direct contact with the first side surface 1022a and when the pipe end 1011a comes into contact with the heating wire 1051 (described later) of the second heat generating portion 1005. This includes the case of indirectly contacting the first side surface 1022a.
  • the pipe end 1012a of the resin pipe 1012 comes into contact with the second side surface 1022b of the stopper portion 1022, and the insertion position of the pipe end 1012a. Is regulated.
  • the pipe end 1012a comes into contact with the second side surface 1022b when the pipe end 1012a comes into direct contact with the second side surface 1022b and when the pipe end 1012a comes into contact with the heating wire 1051 (described later) of the second heat generating portion 1005. This includes the case of indirectly contacting the second side surface 1022b.
  • the generation of clevis between the pipe end 1011a and the first side surface 1022a and between the pipe end 1012a and the second side surface 1022b is suppressed.
  • the first heat generating portions 1003 and 1004 are provided in the joint receiving portions 1023 and 1024.
  • the first heat generating portion 1003 has a heating wire 1031 embedded in the inner surface 1021a at the joint receiving portion 1023 which is one end of the tubular portion 1021.
  • the heating wire 1031 is arranged so as to be wound twice in the circumferential direction along the inner surface 1021a.
  • the heating wire 1031 is arranged in the vicinity of the inner surface 1021a.
  • the heating wire 1031 may be buried in the tubular portion 1021 so that a part of the heating wire 1031 is exposed on the flow path 1001f side, or may be completely buried.
  • the first heat generating portion 1004 has a heating wire 1041 embedded in the inner surface 1021a at the joint receiving portion 1024 which is the other end of the tubular portion 1021.
  • the heating wire 1041 is arranged so as to be wound twice in the circumferential direction along the inner surface 1021a.
  • the heating wire 1041 is arranged in the vicinity of the inner surface 1021a.
  • the heating wire 1041 may be buried in the tubular portion 1021 so that a part of the heating wire 1041 is exposed on the flow path 1001f side, or may be completely buried.
  • the heating wire 1031 may have, for example, a conducting wire 1031a and an insulating film 1031b.
  • the heating wire 1041 may have, for example, a conducting wire 1041a and an insulating film 1041b.
  • As the conducting wires 1031a and 1041a for example, nichrome wire, iron chrome type 2 wire, iron chrome type 1 wire, nickel chrome wire and the like can be used.
  • As the conducting wires 1031a and 1041a for example, nichrome wire, iron chrome type 2 wire, iron chrome type 1 wire, nickel chrome wire and the like can be used.
  • the wire diameters of the conductors 1031a and 1041a can be set to, for example, ⁇ 0.3 to 0.8 mm.
  • the resistance value of the unit lengths of the conductors 1031a and 1041a is about 2 to 21 ⁇ / m depending on the wire diameter.
  • the insulating films 1031b and 1041b are provided so as to cover the periphery of the conducting wire.
  • the insulating films 1031b and 1041b have a melting point of 230 degrees or higher. It is preferable that this is set to a temperature at which the thermoplastic resin does not melt even at a temperature at which the thermoplastic resin melts (for example, in the case of polyethylene, the heating wire is heated to 220 degrees) in the present embodiment.
  • the insulating films 1031b and 1041b can be formed of, for example, a fluorine-based resin or an imide-based resin, but it is more preferable to form the insulating films with a polyimide-based resin.
  • the thickness of the conductors 1031a and 1041a may be set to 0.1 mm or more and 10 mm or less.
  • the first heating portion 1003 of the present embodiment has one heating portion 1003a. It can be said that it is doing. Further, assuming that the portion wound around twice so that the heating wires 1041 are arranged next to each other is a heat generating portion 1004a (see FIG. 14), the first heating portion 1004 of the present embodiment is one heat generating portion 1004a. It can be said that it has.
  • the first heat generating portions 1003 and 1004 are arranged in the vicinity of the stopper portion 1022. The arrangement of the first heat generating portions 1003 and 1004 will be described in detail later.
  • the second heat generating portion 1005 is provided in the stopper portion 1022.
  • the second heating unit 1005 has a heating wire 1051.
  • the heating wire 1051 is provided on the stopper portion 1022 so as to be wound in the circumferential direction C along the axial direction A. In the present embodiment, the heating wire 1051 is wound around the stopper portion 1022, for example, four times. In the second heating unit 105 of the present embodiment, the adjacent heating wires 1051 are all in contact with each other.
  • the heating wire 1051 is embedded in the stopper portion 1022, but even if a part of the heating wire 1051 is embedded in the stopper portion 1022 so as to be exposed from the first side surface 1022a, the second side surface 1022b or the peripheral surface 1022c to the flow path 1001f side. good.
  • the heating wire 1051 may have a conducting wire 1051a and an insulating film 1051b, for example, as shown in FIG.
  • the conducting wire 1051a for example, a nichrome wire, an iron chrome type 2 wire, an iron chrome type 1 wire, a nickel chrome wire, or the like can be used.
  • the wire diameter of the conductor 1051a can be set to ⁇ 0.3 to 0.8 mm. If it is less than ⁇ 0.3 mm, it may expand due to the tension during winding and the resistance value may become unstable.
  • the wire diameter of the conducting wire 1051a is set to a maximum of 0.8 mm in the equipment for forming the insulating film 1051b.
  • the resistance value of the unit length of the conducting wire 1051a is about 2 to 21 ⁇ / m depending on the wire diameter.
  • the insulating film 1051b is provided so as to cover the periphery of the conducting wire 1051a.
  • the insulating film 1051b has a melting point of 230 degrees or higher. It is preferable that this is set to a temperature at which the thermoplastic resin does not melt even at a temperature at which the thermoplastic resin melts (for example, in the case of polyethylene, the heating wire is heated to 220 degrees) in the present embodiment.
  • the insulating film 1051b can be formed of, for example, a fluorine-based resin or an imide-based resin, but it is more preferable to form the insulating film 1051b with a polyimide-based resin.
  • the thickness of the conductor 1051a may be set to 0.1 mm or more and 10 mm or less.
  • the volume ratio of the conducting wire 1051a and the resin in the stopper portion 1022 is set to be 0.04 to 0.07.
  • S is the cross-sectional area of one conducting wire 1051a
  • T is the combined cross-sectional area of the stopper portion 1022 and the insulating film 1051b
  • ⁇ 4 ⁇ S / T can be set.
  • This 4S / T is set to be 0.04 to 0.07.
  • FIG. 16 is an enlarged view of part G of FIG.
  • the second heating unit 1005 in the second heating unit 1005, one heating wire 1051 is wound four times so as to come into contact with the neighbor, but the present invention is not limited to this, and the number is three times or less or five times. It may be the above. Further, the second heating portion 1005 may be formed by winding not only one but also two or more heating wires 1051. The heating wire 1051 may be wound so that all or part of the heating wire 1051 does not come into contact with the neighbor.
  • the connector mounting portion 1006 has two pins 1061 as shown in FIG.
  • the two pins 1061 are provided so as to project outward in the radial direction from the outer surface 1021d of the tubular portion 1021.
  • one of the two pins 1061 is arranged near the end 1021b of the tubular portion 1021, and the other pin 1061 is arranged near the end 1021c.
  • the two pins 1061 are connected to the heating wires 1031 and 1041 of the first heating unit 1003 and 1004 and the heating wire 1051 of the second heating unit 1005.
  • the heating wires 1031, 1041 and 1051 generate heat.
  • the heating wires 1031, 1041 and 1051 are connected to form a single heating wire.
  • the arrangement of the heating wires 1031 and 1041 in the first heat generating portions 1003 and 1004 will be described.
  • the first heat generating portion 1004 is provided symmetrically with respect to the first heat generating portion 1003 and the stopper portion 1022.
  • the first heat generating portion 1003 is configured to be wound twice along the axial direction A so that the heating wire 1031 comes into contact with the joint receiving portion 1023.
  • the distance along the axial direction A from the first side surface 1022a of the stopper portion 1022 to the heating wire 1031 closest to the stopper portion 1022 is defined as L1.
  • the inner diameter of the joint receiving portion 1023 is d1.
  • d1 / L1 When the outer diameter (OD: Outer Diameter) of the resin tube 1011 is 25 mm or less, d1 / L1 is set to 2.5 or less, and when the outer diameter (OD) of the resin tube 1011 is 32 mm or more and 50 mm or less, d1 / L1 is set.
  • d1 / L1 When the outer diameter (OD) of the resin tube 1011 is set to 3.5 or less and the outer diameter (OD) of the resin tube 1011 is 63 mm or more and 90 mm or less, d1 / L1 is set to 4.0 or less and the outer diameter (OD) of the resin tube 1011 is 110 mm or more and 160 mm or less. In the case of, d1 / L1 is set to 5.5 or less, and when the outer diameter (OD) of the resin tube 1011 is 225 mm or more, d1 / L1 is set to 6.5 or less.
  • the first heat generating portion 1004 is configured to be wound twice along the axial direction A so that the heating wire 1041 comes into contact with the joint receiving portion 1024.
  • the distance along the axial direction A from the second side surface 1022b of the stopper portion 1022 to the heating wire 1041 closest to the stopper portion 1022 is defined as L2.
  • the inner diameter of the joint receiving portion 1024 is d2.
  • d2 / L2 When the outer diameter (OD) of the resin tube 1012 is set to 63 mm or more and 90 mm or less, d2 / L2 is set to 4.0 or less, and when the outer diameter (OD) of the resin tube 1012 is 110 mm or more and 160 mm or less. d2 / L2 is set to 5.5 or less, and when the outer diameter (OD) of the resin tube 1012 is 225 mm or more, d2 / L2 is set to 6.5 or less.
  • the case where the outer diameter (OD) of the resin pipes 1011 and 1012 is 25 mm or less can be said to be the case where the joint receiving portions 1023 and 1024 are for pipes with OD25.
  • the case where the outer diameters of the resin pipes 1011 and 1012 are 32 mm or more and 50 mm or less can be said to be the case where the joint receiving portions 1023 and 1024 are for pipes having an OD32 or more and an OD50 or less.
  • the case where the outer diameter of the resin pipe 1012 is 63 mm or more and 90 mm or less can be said to be the case where the joint receiving portion 1023 or 1024 is for a pipe having an OD63 or more and an OD90 or less.
  • the case where the outer diameter of the resin pipe 1012 is 110 mm or more and 160 mm or less can be said to be the case where the joint receiving portion 1023 or 1024 is for a pipe having an OD63 or more and an OD90 or less.
  • the case where the outer diameter of the resin pipe 1012 is 225 mm or more can be said to be the case where the joint receiving portions 1023 and 1024 are for pipes having an OD 110 or more and an OD 160 or less.
  • a pipe having an OD of 25 mm means a pipe having a nominal diameter of 20 A
  • a pipe having an OD of 32 mm means a pipe having a nominal diameter of 25 A
  • a pipe having an OD of 50 mm means a pipe having a nominal diameter of 40 A
  • a pipe having an OD of 63 mm means a pipe having a nominal diameter of 50 A.
  • the OD 75 mm tube indicates a tube with a nominal diameter of 65 A
  • the OD 90 mm tube indicates a tube with a nominal diameter of 75 A
  • the OD 110 mm tube indicates a tube with a nominal diameter of 20 A
  • the OD 140 mm tube is called.
  • a pipe having a diameter of 125 A is shown
  • a pipe having an OD of 160 mm means a pipe having a nominal diameter of 150 A
  • a pipe having an OD of 225 mm means a pipe having a nominal diameter of 200 A.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an electric fusion joint 1001 ′ having a configuration in which L1 and L2 are zero.
  • L1 is zero
  • FIG. 17 a state in which the heating wire 1031 closest to the stopper portion 1022 of the first heat generating portion 1003 is in contact with the surface S1 in which the first side surface 1022a is extended in the radial direction B.
  • L2 is zero
  • FIG. 17 a state in which the heating wire 1041 closest to the stopper portion 1022 of the first heat generating portion 1004 is in contact with the surface S2 in which the second side surface 1022b is extended in the radial direction B. That is.
  • FIG. 18 is a diagram showing a jig 1200.
  • FIG. 19 is a diagram showing a state in which the resin pipe 1011 and the electric fusion joint 1001 and the resin pipe 1012 are attached to the jig 1200.
  • FIG. 20 is a side view of FIG.
  • the jig 1200 includes a first clamp portion 1210, a second clamp portion 1220, a shaft portion 1230, a pressing portion 1240, a regulating portion 1250, and a pedestal 1260.
  • the pedestal 1260 is a plate-shaped member.
  • the pedestal 1260 supports a first clamp portion 1210, a second clamp portion 1220, a shaft portion 1230, a pressing portion 1240, and a regulating portion 1250 arranged on the upper surface side thereof.
  • the first clamp portion 1210 sandwiches and fixes the resin tube 1011.
  • the first clamp portion 1210 has a lower clamp portion 1211, an upper clamp portion 1212, a hinge portion 1213, a fastening portion 1214, and a bearing portion 1215.
  • the lower clamp portion 1211 is a member having a semicircular recess 1211a formed on the upper surface thereof.
  • the lower clamp portion 1211 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion is formed on the upper surface.
  • the bearing portion 1215 is provided on the lower clamp portion 1211.
  • the bearing portion 1215 is inserted into a through hole formed in the lower clamp portion 1211.
  • the bearing portion 1215 is arranged below the recess 1211a.
  • a shaft portion 1230 which will be described later, is inserted inside the bearing portion 1215.
  • the axial direction of the bearing portion 1215 is arranged parallel to the central axis of the recess 1211a. As a result, the first clamp portion 1210 can move along the shaft portion 1230.
  • the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 and the electric fusion joint 1001 are arranged on the jig, the axial direction of the bearing portion 1215 is parallel to the axial direction A.
  • the upper clamp portion 1212 is a member in which a semicircular recess 1212a is formed.
  • the upper clamp portion 1212 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion 1212a is formed on a predetermined one surface.
  • the upper clamp portion 1212 and the lower clamp portion 1211 can sandwich the outer circumference of the resin tube 1011 between the recesses 1212a and the recesses 1211a formed therein.
  • the central axes of the recess 1212a and the recess 1211a substantially coincide with each other when the resin tube 1011 is sandwiched. Further, in a state where the resin tube 1011 is sandwiched, the central axis coincides with the above-mentioned axial direction A.
  • the hinge portion 1213 rotatably connects the ends of the lower clamp portion 1211 and the upper clamp portion 1212 to each other.
  • the upper clamp portion 1212 is configured to be rotatable with respect to the lower clamp portion 1211 about the hinge portion 1213.
  • the upper clamp portion 1212 is attached to the lower clamp portion 1211 via the hinge portion 1213 so that the recess 1212a faces the recess 1211a of the lower clamp portion 1211. There is.
  • the resin tube 1011 is arranged along the recess 1211a of the lower clamp portion 1211 with the lower clamp portion 1211 and the upper clamp portion 1212 open around the hinge portion 1213. After that, the upper clamp portion 1212 rotates around the hinge portion 1213, and the resin tube 1011 is arranged so as to fit into the recess 1212a.
  • the fastening portion 1214 is a so-called snap lock.
  • the fastening portion 1214 has a lock body 1214a and a protrusion 1214b.
  • the fastening portion 1214 is provided on the side opposite to the hinge portion 1213 with the recesses 1211a and 1212a of the lower clamp portion 1211 and the upper clamp portion 1212 interposed therebetween.
  • the lock body 1214a is arranged on the side surface of the lower clamp portion 1211, and the protrusion 1214b is arranged on the side surface of the upper clamp portion 1212.
  • the lock body 1214a has a lever 1214c and an annular portion 1214d.
  • the second clamp portion 1220 sandwiches and fixes the resin tube 1012.
  • the second clamp portion 1220 fixes the resin tube 1012 so that the central axis of the resin tube 1012 coincides with the central axis of the resin tube 1011.
  • the second clamp portion 1220 has a lower clamp portion 1221, an upper clamp portion 1222, a hinge portion 1223, and a fastening portion 1224.
  • the lower clamp portion 1221 is a member having a semicircular recess 1221a formed on the upper surface thereof.
  • the lower clamp portion 1221 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion is formed on the upper surface.
  • the lower clamp portion 1211 is fixed to the pedestal 1260 via the bracket 1270.
  • the upper clamp portion 1222 is a member in which a semicircular concave portion 1222a is formed.
  • the upper clamp portion 1222 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion 1222a is formed on a predetermined one surface.
  • the upper clamp portion 1222 and the lower clamp portion 1221 can sandwich the outer circumference of the resin tube 1012 between the recess 1222a and the recess 1221a formed therein.
  • the central axes of the recess 1222a and the recess 1221a substantially coincide with each other when the resin tube 1012 is sandwiched. Further, in a state where the resin tube 1012 is sandwiched, the central axis coincides with the above-mentioned axial direction A.
  • the hinge portion 1223 rotatably connects the ends of the lower clamp portion 1221 and the upper clamp portion 1222.
  • the upper clamp portion 1222 is configured to be rotatable with respect to the lower clamp portion 1221 about the hinge portion 1223.
  • the upper clamp portion 1222 rotates about the hinge portion 1223, the upper clamp portion 1222 is attached to the lower clamp portion 1221 via the hinge portion 1223 so that the recess 1222a faces the recess 1221a of the lower clamp portion 1221. There is.
  • the resin tube 1012 is arranged along the recess 1221a of the lower clamp portion 1221 with the lower clamp portion 1221 and the upper clamp portion 1222 open around the hinge portion 1223. After that, the upper clamp portion 1222 rotates about the hinge portion 1223, and the resin tube 1012 is arranged so as to fit into the recess 1222a.
  • the fastening portion 1224 is a so-called snap lock.
  • the fastening portion 1224 has a lock body 1224a and a protrusion 1224b.
  • the fastening portion 1224 is provided on the side opposite to the hinge portion 1223 with the recesses 1221a and 1222a of the lower clamp portion 1221 and the upper clamp portion 1222 interposed therebetween.
  • the lock body 1224a is arranged on the side surface of the lower clamp portion 1221, and the protrusion 1224b is arranged on the side surface of the upper clamp portion 1222.
  • the lock body 1224a has a lever 1224c and an annular portion 1224d.
  • the resin tube 1011 and the resin tube 1012 inserted in the electric fusion joint 1001 With the resin tube 1011 and the resin tube 1012 inserted in the electric fusion joint 1001, the resin tube 1011 is sandwiched between the first clamp portions 1210 and the resin tube 1012 is sandwiched between the second clamp portions 1220, whereby the resin is inserted into the jig 1200.
  • the pipe 1011 and the resin pipe 1012 and the electric fusion joint 1001 can be arranged.
  • the shaft portion 1230 is supported by the pedestal 1260.
  • the shaft portion 1230 is arranged parallel to the central axes of the recesses 1211a and the recesses 1212a of the first clamp portion 1210.
  • the shaft portion 1230 is arranged parallel to the central axes of the recess 1221a and the recess 1222a of the second clamp portion 1220. Further, the shaft portion 1230 is arranged parallel to the central axis of the resin pipe 1011 fixed to the first clamp portion 1210 and the resin pipe 1012 fixed to the second clamp portion 1220.
  • the shaft portion 1230 is arranged along the above-mentioned axial direction A.
  • the shaft portion 1230 extends from the second clamp portion 1220 toward the first clamp portion 1210 side.
  • a first clamp portion 1210 is attached to the shaft portion 1230 so as to be movable along the shaft portion 1230.
  • the shaft portion 1230 is arranged from the lower clamp portion 1221 to the lower clamp portion 1211.
  • the bearing portion 1215 is arranged in a portion below the recess 1211a of the lower clamp portion 1211 of the first clamp portion 1210, and the shaft portion 1230 is inserted through the bearing portion 1215.
  • the pressing portion 1240 presses the first clamp portion 1210 toward the second clamp portion 1220 along the shaft portion 1230.
  • the pressing portion 1240 has a spring 1241 and a nut 1242.
  • a spring 1241 is arranged around the shaft portion 1230 on the opposite side of the first clamp portion 1210 from the second clamp portion 1220.
  • the nut 1242 is arranged on the shaft portion 1230 on the side opposite to the first clamp portion 1210 of the spring 1241.
  • a male screw shape is formed around the end of the shaft portion 1230 opposite to the second clamp portion 1220, and is screwed with the female screw shape formed inside the nut 1242.
  • the nut 1242 can be moved along the shaft portion 1230 by rotating it.
  • the spring 1241 is arranged between the nut 1242 and the first clamp portion 1210. Since the nut 1242 is screwed with the shaft portion 1230 and the position on the shaft portion 1230 is fixed, a load toward the second clamp portion 1220 is applied to the first clamp portion 1210.
  • the load can be set in the range of 1 to 50 kgf, for example, and the range of 3 to 20 kgf is more preferable. Further, when the nut 1242 is rotated to bring the nut 1242 closer to the first clamp portion 1210 with the resin pipes 1011 and 1012 and the electric fusion joint 1001 arranged on the jig 1200, the spring 1241 is compressed, so that the first clamp portion 1210 The load applied to the can be increased. On the other hand, when the nut 1242 is rotated and moved away from the first clamp portion 1210, the spring 1241 expands, so that the load applied to the first clamp portion 1210 can be reduced.
  • the resin pipe 1011 is formed by applying a load to the first clamp portion 1210 by the pressing portion 1240 in a state where the resin pipe 1011, the resin pipe 1012, and the electric fusion joint 1001 are arranged on the jig 1200.
  • a load is applied to the pipe end 1011a and the pipe end 1012a of the resin pipe 1012 so as to be pressed against the stopper portion 1022.
  • the restricting portion 1250 regulates that the first clamp portion 1210 moves too much toward the second clamp portion 1220 by the pressing portion 1240.
  • the regulation portion 1250 is arranged between the first clamp portion 1210 and the second clamp portion 1220.
  • the regulation portion 1250 has a fixing portion 1251 and a contact portion 1252.
  • the fixing portion 1251 is fixed to the pedestal 1260.
  • the contact portion 1252 is a portion extending upward from the fixed portion 1251 and is arranged around the shaft portion 1230. When the bearing portion 1215 of the first clamp portion 1210 comes into contact with the contact portion 1252, it is possible to restrict the movement of the first clamp portion 1210 to the second clamp portion 1220 side.
  • FIG. 21 is a flow chart showing a connection method according to the present embodiment.
  • step S1001 the resin pipe 11 and the resin pipe 12 are inserted into the electric fusion joint 1.
  • the resin pipe 1011 is inserted inside the joint receiving portion 1023 of the electric fusion joint 1001 until the stopper portion 1022 regulates the relative movement of the pipe end 1011a of the resin pipe 1011. ..
  • the resin pipe 1012 is inserted inside the joint receiving portion 1024 of the electric fusion joint 1001 until the stopper portion 1022 regulates the relative movement of the pipe end 1012a of the resin pipe 1012.
  • FIG. 15 shows a state in which the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 are inserted into the electric fusion joint 1001. It is more preferable to scrape the edge surface (the surface facing the stopper portion 1022) of the resin pipes 1011 and 1012 and insert it into the electric fusion joint 1001 before step S1001 because the strength of fusion is improved.
  • step S1002 an example of the arrangement step
  • the resin tube 1011 is sandwiched and fixed by the first clamp portion 1210
  • the resin tube 1012 is sandwiched and fixed by the second clamp portion 1220.
  • the resin pipe 1011 and the electric fusion joint 1001 and the resin pipe 1012 are arranged on the jig 1200.
  • step S1003 an example of the pressurizing step
  • the second clamp is applied to the first clamp portion 1210 by the urging force of the pressing portion 1240.
  • a load is applied toward the portion 1220.
  • the pipe end 1011a of the resin pipe 1011 is pressed against the first side surface 1022a of the stopper portion 1022, and the pipe end 1012a of the resin pipe 1012 is the stopper portion 1022. It is pressed against the second side surface 1022b.
  • step S1004 an example of a heating step
  • the connectors of the electric fusion device are attached to the two pins 1061 of the connector attachment portion 1006 in a pressurized state, and energization is performed for a predetermined time.
  • the heating wire 1051 generates heat due to this energization, and the stopper portion 1022, the pipe end 1011a of the resin pipe 1011 and the pipe end 1012a of the resin pipe 1012 are melted and come into close contact with the stopper portion 1022.
  • the first clamp by the spring 1241 is performed by moving the nut 1242 toward the second clamp portion 1220 side.
  • the load applied to the portion 1210 can be secured. It is desirable that the load does not change even if the pipe ends 1011a and 1012a melt, but the load may change.
  • the heating wire temperature at the time of energization may be any temperature as long as it melts the main body 1002, and in the case of polyolefin, it is preferably 220 degrees or less.
  • step S1005 an example of a cooling step
  • the molten resin pipe 1011 and the electric fusion joint 1001 and the resin pipe 1012 are cooled for a predetermined time. It is preferable to continue applying the load by the pressing portion 1240 until step S1005 is completed.
  • FIG. 22 is a diagram showing a state in which the resin pipe 1011 and the electric fusion joint 1001 and the resin pipe 12 are melted and connected. As shown in FIG. 22, the stopper portion 1022 is melted and pushed by the resin pipes 1011 and 1012 to be narrowed, and the space between the resin pipes 1011 and the resin pipe 1012 is filled to form a bead R.
  • FIG. 23A is a schematic view showing the resin pipes 1011 and 1012 and the stopper portion 1022.
  • FIG. 23B is a schematic view showing the resin pipes 1011 and 1012 and the stopper portion 1022 in a state after being melted and connected.
  • the remaining portion of the stopper portion 1022 that remains after melting is indicated by 1022p.
  • FIG. 23C shows the remaining portion 1022p of the stopper portion 1022 and the other supplemented portion 1022q.
  • the filling portion 1022q other than the remaining portion 1022p of the stopper portion 1022 fills the gap D surrounded by the melted resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 and the remaining portion 1022p.
  • the gap D is a space formed by the height from the height of the stopper 1022 before fusion to the inner peripheral surface of the resin tubes 1011 and 1012 and the width between the resin tubes 1011 and the resin tubes 1012 after fusion. Is.
  • the gap D is shown in FIG. 23 (d).
  • the gap D is filled and shown.
  • the volume of the filling portion 1022q is set larger than the volume of the gap D.
  • the filling portion 1022q / gap D ⁇ 100 (%) is set to 130 to 300%.
  • the length of the width of the remaining portion 1022p along the axial direction A is, for example, 1 mm.
  • the piping structure 1100 of the embodiment according to the present disclosure can be used, for example, for transporting ultrapure water.
  • the piping structure 1100 for ultrapure water according to the embodiment of the present disclosure includes a pipe in the ultrapure water production apparatus, a pipe for transporting ultrapure water from the ultrapure water production apparatus to a point of use, and a pipe. It can be used as a pipe for returning ultrapure water from a use point.
  • Ultrapure water is extremely pure water, and is suitably used for cleaning electronic devices such as semiconductor elements. There are many indexes for expressing the grade of ultrapure water, but in this embodiment, the electrical resistivity of ultrapure water is 18.2 M ⁇ ⁇ cm or more, and the TOC is 50 ppb or less.
  • the piping structure 1100 of the embodiment according to the present disclosure is used in a water piping for nuclear power generation, a pharmaceutical manufacturing process, a semiconductor element or a liquid crystal, and more preferably a semiconductor element manufacturing process, in which the water quality required for ultrapure water is particularly strict. It is preferably a transport pipe for ultrapure water used in a wet treatment step such as cleaning.
  • the semiconductor element preferably has a higher degree of integration, and more specifically, it is more preferably used in the manufacturing process of a semiconductor element having a minimum line width of 65 nm or less. Examples of standards related to the quality of ultrapure water used in semiconductor manufacturing include SEMI F75.
  • the piping structure 1100 of the embodiment according to the present disclosure has a polyethylene-based resin layer, it is excellent in workability. For example, fusion work such as EF (electric fusion) joining can be easily performed at a relatively low temperature.
  • EF electric fusion
  • the number of adjacent turns of the heating wires 1051 in the second heating portion 1005 is such that the heating wires 1031 and 1041 in the heating portions 1003a and 1004a adjacent to the second heating portion 1005 are adjacent to each other. It is less than or equal to the number of turns. As shown in FIG. 14, the number of turns of the heating wire 1051 in the second heat generating portion 1005 is four turns, and the number of turns of the heating wires 1031 and 1041 in the heat generating portions 1003a and 1004a of the first heating portions 1003 and 1004 is two turns. Is.
  • the heating wires 1031 and 1041 of the first heating unit 1003 and 1004 and the heating wire 1051 of the second heating unit 1005 have the same wire diameter and material, the larger the number of turns, the easier it is for the temperature to rise during energization. If the number of turns of the heating wire 1051 of the second heating portion 1005 is smaller than the number of windings of the heating wires 1031 and 1041 of the heating portions 1003a and 1004a, the heat generated by the heating portions 1003a and 1004a is generated by the second heating portion. Since it is larger than the heat generated in 1005, the side surfaces of the resin tubes 1011 and 1012 are heated first and expand.
  • the number of turns of the heating wire 1051 in the second heat generating portion 1005 is larger than the number of turns of the heat generating portions 1003a and 1004a of the first heat generating portion 1003, whereby the second heat generation is performed.
  • the heat generated by the first heating unit 1005 is larger than that generated by the first heat generating units 1003 and 1004.
  • the pipe ends 1011a and 1012a are brought to the stopper portion 1022 by melting by the second heat generating portion 1005 before the resin pipes 1011 and 1012 are restrained by the electric fusion joint 1001 due to the thermal expansion of the side surfaces of the resin pipes 1011 and 1012. Since it can be pressed, the pipe ends 1011a and 1012a can be fused with a small pressing force.
  • d1 / L1 is set to 2.5 or less when the outer diameter of the resin pipe 1011 is 25 mm or less, and d1 when the outer diameter of the resin pipe 1011 is 32 mm or more and 50 mm or less.
  • / L1 is set to 3.5 or less and the outer diameter of the resin tube 1011 is 63 mm or more and 90 mm or less d1 / L1 is set to 4.0 or less and the outer diameter of the resin tube 1011 is 110 mm or more and 160 mm or less.
  • d1 / L1 is set to 5.5 or less, and when the outer diameter of the resin tube 1011 is 225 mm or more, d1 / L1 is set to 6.5 or less.
  • d2 / L2 when the outer diameter of the resin tube 1012 is 25 mm or less, d2 / L2 is set to 2.5 or less, and when the outer diameter of the resin tube 1012 is 32 mm or more and 50 mm or less, d2 / L2 is set to 3.5 or less.
  • d2 / L2 is set to 4.0 or less, and when the outer diameter of the resin tube 1012 is 110 mm or more and 160 mm or less, d2 / L2 is set to 5.5 or less.
  • d2 / L2 is set to 6.5 or less.
  • d1 / L1 When the outer diameter of 1011 is 32 mm or more and 50 mm or less, d1 / L1 is set to be larger than 3.5, and when the outer diameter of the resin tube 1011 is 63 mm or more and 90 mm or less, d1 / L1 is set to be larger than 4.0 and the resin tube.
  • d1 / L1 When the outer diameter of 1011 is 110 mm or more and 160 mm or less, d1 / L1 is set to be larger than 5.5, and when the outer diameter of the resin tube 1011 is 225 mm or more, d1 / L1 is set to be larger than 6.5. It is a figure which shows.
  • the air in the clearance E is released. It expands by heat in a state of being confined between the fused portions P1 and P2, and pushes up the molten resin in the process of forming the bead R as shown in FIG. 24 (b). Therefore, the size and shape of the bead R change. This phenomenon occurs due to variations in the dimensional accuracy during molding of pipes and joints, the amount of scraping during construction (the thickness cut in the process of cutting the outer surface of the pipe before fusion), and the degree of insertion of the pipe. May be done.
  • d1 / L1 when the joint receiving portion 23 is for a pipe having an OD of 25 mm or less, d1 / L1 is set to 2.5 or less, and the joint receiving portion 1023 is used for a pipe having an OD of 32 mm or more and an OD of 50 mm.
  • Case d1 / L1 is set to 3.5 or less, and when the joint receiving portion 1023 is for a pipe having an OD of 63 mm or more and OD 90 mm or less, d1 / L1 is set to 4.0 or less, and the joint receiving portion 1023 is set to OD 110 mm or more and OD 160 mm or less.
  • d1 / L1 is set to 5.5 or less, and for pipes with a joint receiving portion 1023 of OD225 mm or more, d1 / L1 is set to 6.5 or less. Further, in the electrically fused joint 1001 of the present disclosure, when the joint receiving portion 1024 is for a pipe having an OD of 25 mm or less, d2 / L2 is set to 2.5 or less, and when the joint receiving portion 1024 is for a pipe having an OD of 32 mm or more and an OD of 50 mm.
  • d2 / L2 When d2 / L2 is set to 3.5 or less and the joint receiving part 1024 is for pipes with OD 63 mm or more and OD 90 mm or less d2 / L2 is set to 4.0 or less and the joint receiving part 1024 is for pipes with OD 110 mm or more and OD 160 mm or less In the case of, d2 / L2 is set to 5.5 or less, and when the joint receiving portion 1024 is for a pipe having an OD 225 mm or more, d2 / L2 is set to 6.5 or less.
  • the distance between the second heat generating portion 1005 of the stopper portion 1022 and the first heat generating portions 1003 and 1004 of the joint receiving portion 1023 and 1024 is narrowed, so that air is trapped in the clearance between the inner surface of the joint and the outer surface of the pipe. It becomes difficult to form a bead R having a stable shape and size, and it is possible to suppress the occurrence of a gap between the electric fusion joint and the pipe.
  • the predetermined distances L1 and L2 may be set to zero.
  • the first heat generating portions 1003 and 1004 are arranged adjacent to the stopper portion 1022 in the direction along the axis of the main body portion 1002.
  • the distance between the second heat generating portion 1005 of the stopper portion 1022 and the first heat generating portions 1003 and 1004 of the joint receiving portion 1023 and 1024 becomes narrower, so that air is trapped in the clearance between the inner surface of the joint and the outer surface of the pipe. It is difficult to be squeezed, and a bead with a stable shape and size can be formed.
  • the first heat generating portions 1003 and 1004 have heating wires 1031 and 1041 wound around two or more turns.
  • the first heat generating portions 1003 and 1004 can be fused more reliably.
  • the spring 1241 and the nut 1242 are used as the pressing portion for applying the load to the first clamp portion 1210, but the present invention is not limited to this, and may be a motor, a cylinder, or the like. good. Further, pressing the pipe ends 1011a and 1011b against the stopper portion 1022 may be due to either the application of a load to the first clamp portion 1210 or the amount of movement.
  • the heating wire 1031 and the heating wire 1041 are wound around two turns, but may be wound around three or more turns. Further, in the above embodiment, the first heat generating portion 1003 and the first heat generating portion 1004 are provided symmetrically with the stopper portion 1022 interposed therebetween, but they do not have to be symmetrical. Further, the heating wire 1031 and the heating wire 1041 are in contact with each other next to each other, but all or part of the heating wire may not be in contact with each other.
  • a heat generating portion around which the heating wire 1031 is wound may be provided on the end 1021b side of the first heat generating portion 1003, and this heat generating portion is provided at a predetermined interval from the first heat generating portion 1003. You may.
  • a heat-generating portion around which the heating wire 1041 is wound may be provided on the end 1021c side of the first heat-generating portion 1004, and the heat-generating portion may be provided at a predetermined interval from the first heat-generating portion 1004. good.
  • the outer diameter of the stopper portion 1022 is circular when viewed along the axial direction A, but it is not limited to a circle and may be a polygonal shape.
  • the resin pipe 1011 and the resin pipe 1012 are pressurized to the electric fusion joint 1001 by the pressing portion 1240 before the first heat generating portions 1003, 1004 and the second heating portion 1005 are energized, but the energized portion is energized. After that, pressurization may be performed from the middle of energization.
  • the shape of the bead R was verified by changing the inner diameter, insertion length, melting length, and cold zone length of the joint receiving portion described above. The results are shown in (Table 3). Since the piping structure used in the examples is for ultrapure water, the sizes of the resin pipes and the electric fusion joints are different from those in the comparative examples (see Table 3).
  • the dimensions of the stopper 1022 were set as follows.
  • the stopper height h1 is the height in the direction toward the central axis of the first side surface 1022a and the second side surface 1022b.
  • the stopper width W1 is a length along the axial direction A of the peripheral surface 1022c.
  • the height h1 of the stopper portion 1022 is 1/4 to 1 of the pipe thickness. It was set to / 2, and the width W1 of the stopper portion 1022 was set to about 3 to 15 mm.
  • the temperature of the tube ends 1011a and 1012a of the resin tubes 1011 and 1012 was set to 220 ° C. (180 to 240 ° C.). For example, when the temperature is 180 ° C. or lower, the melting is insufficient and the resin tubes 1011 and 1012 cannot be pushed in, and when the temperature is too high as 280 ° C. or higher, the resin melts and emits smoke.
  • the size of the bead R (maximum height (mm) toward the central axis) is higher than 0 mm and is good when the height is equal to or less than the upper limit shown in the following (Table 3).
  • the diameter of the resin pipes 1011 and 1012 is 25A, it is judged to be good when the size of the bead R is 2 mm to 3.2 mm.
  • Example 11 In Example 11, the resin pipes 1011 and 1012 were fused to the electric fusion joint 1001 of the second embodiment.
  • the pushing force when the resin pipes 1011 and 1012 were fused to the electric fusion joint 1001 was measured by a load meter and found to be 2 kgf.
  • Comparative Example 16 resin pipes 1011 and 1012 are used for the electric fusion joint in which the number of turns of the heating wires 31 and 41 in each of the first heat generating portions 1003 and 1004 of the electric fusion joint 1001 of the second embodiment is changed to 6 turns.
  • the pushing force when the resin pipes 1011 and 1012 were fused to the electric fusion joint was measured by a load meter and found to be 5 kgf.
  • Comparative Example 17 In Comparative Example 17, the resin pipe 1011 is used in the electric fusion joint in which the number of turns of the heating wires 31 and 41 in each of the first heat generating portions 1003 and 1004 of the electric fusion joint 1001 of the second embodiment is changed to eight turns. 1012 was fused. The pushing force when the resin pipes 1011 and 1012 were fused to the electric fusion joint was measured by a load meter and found to be 11 kgf.
  • Comparative Example 18 In Comparative Example 18, the resin pipe 1011 is used in the electric fusion joint in which the number of turns of the heating wires 31 and 41 in each of the first heat generating portions 1003 and 1004 of the electric fusion joint 1001 of the second embodiment is changed to 15 turns. 1012 was fused. The pushing force when the resin pipes 1011 and 1012 were fused to the electric fusion joint was measured by a load meter and found to be 30 kgf.
  • the number of adjacent windings of the heating wire 1051 in the second heating unit 1005 is equal to or less than the number of adjacent windings of the heating wires 1031 and 1041 in the heating portions 1003a and 1004a adjacent to the second heating unit 1005. It can be seen that it is preferable because the force is small and the deformation of the inner surface of the pipe is also small.
  • pipe bodies using resin such as a resin pipe and a metal reinforced composite pipe having a resin layer and a metal reinforcing layer are connected to each other. At this time, electric fusion joints are often used (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-143713).
  • the electrically fused joint shown in Patent Document 1 is arranged inside a joint receiving portion into which a pipe is inserted, a stopper portion protruding inward from the inner peripheral surface to restrict the insertion of the pipe, and a joint receiving portion. It has a heat generating part.
  • the pipe and the electric fusion joint are heat-sealed by heating the pipe with the heat generating portion while the pipe is inserted into the joint receiving portion.
  • An object of the present disclosure is to provide an electrically fused joint capable of suppressing the occurrence of a gap.
  • the electric fusion joint according to the first disclosure includes a tubular main body portion, a stopper portion, a first heat generating portion, and a second heat generating portion.
  • the tubular main body has a joint receiving portion into which a tube containing a thermoplastic resin can be inserted inside.
  • the stopper portion is arranged so as to project inward on the inner surface of the main body portion, and regulates the insertion position of the pipe end of the pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion.
  • the first heat generating portion is arranged inside the joint receiving portion and has a heating wire coated on an insulator.
  • the second heat generating portion is arranged in the stopper portion and has a heating wire coated on an insulator.
  • L be the distance from the stopper portion of the first heat generating portion in the direction along the axis of the main body portion, and let d be the inner diameter of the joint receiving portion.
  • d / L is set to 2.5 or less
  • d / L is set to 3.5 or less
  • the outer diameter of the pipe is set.
  • d / L is set to 4.0 or less
  • d / L is set to 5.5 or less
  • the outer diameter of the pipe is 225 mm or more.
  • d / L is set to 6.5 or less.
  • the inventors of the present invention considered to provide a heat generating portion not only in the joint receiving portion but also in the stopper portion in order to suppress the generation of a gap between the stopper portion and the end face of the pipe, but simply provide the heat generating portion. It was found that there is a problem that the size and shape of the bead are not stable just by providing it. If the size and shape of the bead are not stable, the amount of water will not be stable and dead water will be generated depending on the shape of the bead. Further, if the height of the bead is not uniform in the circumferential direction, a strong pressure is applied to the non-uniform portion (bulging portion), and the bulging portion may be removed and flow out. It is also conceivable that the joint will crack from the bulge and dead water will occur.
  • the inventors of the present invention have clarified that the reason why the size and shape of such a bead becomes unstable is as follows.
  • air is present in the clearance between the inner surface of the joint and the outer surface of the pipe between the heat generating portion of the stopper portion and the heat generating portion of the joint receiving portion (cold zone).
  • the fusion is started, the fusion between the stopper portion provided with the heat generating portion and the pipe end of the pipe and the fusion between the inner surface of the portion provided with the heat generating portion of the joint receiving portion and the outer surface of the pipe are performed.
  • the air in the clearance expands by heat in a state of being confined between the fused portions, and pushes up the molten resin in the process of forming the bead. This changes the size and shape of the bead. This phenomenon occurs due to variations in the dimensional accuracy during molding of pipes and joints, the amount of scraping during construction (the thickness cut in the process of cutting the outer surface of the pipe before fusion), and the degree of insertion of the pipe. do.
  • d / L is set to 2.5 or less when the outer diameter of the pipe is 25 mm or less, and d / L is 3 when the outer diameter of the pipe is 32 mm or more and 50 mm or less.
  • the d / L is set to 4.0 or less, and when the outer diameter of the pipe is 110 mm or more and 160 mm or less, the d / L is 5.5 or less.
  • d / L is set to 6.5 or less.
  • the electric fusion joint according to the second disclosure is an electric fusion joint according to the first disclosure, and includes a tubular main body portion, a stopper portion, a first heat generating portion, and a second heat generating portion. Be prepared.
  • the tubular main body has a joint receiving portion into which a tube containing a thermoplastic resin can be inserted inside.
  • the stopper portion is arranged so as to project inward on the inner surface of the main body portion, and regulates the insertion position of the pipe end of the pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion.
  • the first heat generating portion is arranged inside the joint receiving portion and has a heating wire coated on an insulator.
  • the second heat generating portion is arranged in the stopper portion and has a heating wire coated on an insulator.
  • L be the distance from the stopper portion of the first heat generating portion in the direction along the axis of the main body portion.
  • the predetermined distance L is set to zero.
  • the first heat generating portion is arranged adjacent to the stopper portion in the direction along the axis of the main body portion.
  • the electric fusion joint according to the third disclosure is the electric fusion joint according to the first or second disclosure, and the first heat generating portion has a heating wire wound around two or more turns.
  • an electric fusion joint capable of suppressing the occurrence of a gap.
  • a tubular body with a joint socket into which a tube containing thermoplastic resin can be inserted A stopper portion that is arranged so as to project inward on the inner surface of the main body portion and regulates the insertion position of the pipe end of the pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion.
  • d / L When the outer diameter of the pipe is 25 mm or less, d / L is set to 2.5 or less, and when the outer diameter of the pipe is 32 mm or more and 50 mm or less, d / L is set to 3.5 or less.
  • d / L When the outer diameter is 63 mm or more and 90 mm or less, d / L is set to 4.0 or less, and when the outer diameter of the pipe is 110 mm or more and 160 mm or less, d / L is set to 5.5 or less, and the outside of the pipe.
  • d / L When the diameter is 225 mm or more, d / L is set to 6.5 or less. Electric fusion fitting.
  • a tubular body with a joint socket into which a tube containing thermoplastic resin can be inserted A stopper portion that is arranged so as to project inward on the inner surface of the main body portion and regulates the insertion position of the pipe end of the pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion.
  • a first heat generating portion which is arranged inside the joint receiving portion and has a heating wire coated on an insulator
  • a second heat generating portion which is arranged in the stopper portion and has a heating wire coated on an insulator, is provided. Assuming that the distance of the first heat generating portion from the stopper portion in the direction along the axis of the main body portion is L, The distance L is set to zero.
  • the first heat generating portion is arranged adjacent to the stopper portion in a direction along the axis of the main body portion. Electric fusion fitting.
  • the first heat generating portion has the heating wire wound around two or more turns.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing an electric fusion joint 2001 manufactured by the method for manufacturing an electric fusion joint according to the third embodiment.
  • the electric fusion joint 2001 is different from the electric fusion joint 1001'shown in FIG. 17 in that a step is formed in a portion of the inner surface 1021a where the first heat generating portions 1003 and 1004 are arranged.
  • a step is formed in a portion of the inner surface 1021a where the first heat generating portions 1003 and 1004 are arranged.
  • the same configurations as those of the electric fusion joint 1001' are assigned the same numbers and the description thereof will be omitted.
  • Steps 2007 and 2008 are formed on the inner surface 2021a of the tubular portion 2021 of the electric fusion joint 2001.
  • the step 2007 is provided in a portion where the first heat generating portion 1003 is formed.
  • the step 2008 is provided in a portion where the first heat generating portion 1004 is formed.
  • the steps 2007 and 2008 are formed so as to project toward the center of the tubular portion 2021.
  • the amount of protrusion of the step 2007 and 2008 is smaller than that of the stopper portion 1022.
  • the resin tube 1011 is inserted inside the step 2007, and the resin tube 1012 is inserted inside the step 2008 and comes into contact with the stopper portion 1022.
  • FIG. 26 is a diagram showing a winding core 2200.
  • the winding core 2200 includes a first member 2201, a second member 2202, and a third member 2203.
  • the first member 2201, the second member 2202, and the third member 2203 are substantially columnar members, and are arranged coaxially side by side.
  • the second member 2202 is arranged between the first member 2201 and the third member 2203.
  • the first member 2201 forms a joint receiving portion 1023.
  • the second member 2202 forms the stopper portion 1022.
  • the third member 2203 forms a joint receiving portion 1024.
  • the second member 2202 is formed to have a smaller diameter than the first member 2201 and the third member 2203.
  • FIG. 27 is a diagram showing a state in which the heating wires 1031, 1041 and 1051 are arranged on the winding core 2200.
  • a heating wire arranging portion 2201b in which the heating wire 1031 of the first heat generating portion 1003 is wound and arranged is provided.
  • the heating wire arranging portion 2201b is formed by denting the outer peripheral surface 2201a toward the center side.
  • the heating wire arranging portion 2201b is formed in a stepped shape on the outer peripheral surface 2201a.
  • the diameter of the heating wire arranging portion 2201b of the outer peripheral surface 2201a is smaller than the diameter of the portion other than the heating wire arranging portion 2201b.
  • the size of the step d of the heating wire arranging portion 2201b is preferably up to about 20% of the diameter of the heating wire 1031.
  • the heating wire 1051 of the second heat generating portion 1005 is wound and arranged on the outer peripheral surface 2202a of the second member 2202.
  • a heating wire arranging portion 2203b in which the heating wire 1041 of the first heat generating portion 1004 is wound and arranged is provided.
  • the heating wire arranging portion 2203b is formed by denting the outer peripheral surface 2203a toward the center side.
  • the heating wire arranging portion 2203b is formed in a stepped shape on the outer peripheral surface 2203a.
  • the diameter of the heating wire arranging portion 2203b in the outer peripheral surface 2203a is smaller than the diameter of the portion other than the heating wire arranging portion 2203b.
  • the size of the step d of the heating wire arranging portion 2203b is preferably up to about 20% of the diameter of the heating wire 1041.
  • the electric fusion joint 2001 is manufactured using such a winding core 2200.
  • FIG. 28 is a flow chart showing a manufacturing process of the electric fusion joint 2001.
  • the heating wires 1031, 1041, and 1051 are connected to form a single heating wire.
  • step S2001 the heating wires 1031, 1041 and 1051 are wound and arranged around the winding core 2200. Since the heating wires 1031, 1041 and 1051 are one connected heating wire, the heating wires are laid from left to right or right to left shown in FIGS. 27 and 28. At this time, since the heating wire arranging portion 2201b and the heating wire arranging portion 2203b have a stepped shape, it becomes easy to understand the position where the first round starts to be wound.
  • step S2002 After winding the heating wire around the winding core 2200, in step S2002, as shown in FIG. 29, the winding core 2200 in the state where the heating wire is wound is inserted into the mold 2300.
  • the mold 2300 As shown in FIGS. 29 and 30, the mold 2300 is divided into a first mold 2301 and a second mold 2302, and a winding core 2200 is inserted into the mold 2300.
  • the gate 2301a for injecting the resin into the mold 2300 is arranged so as to face the outer peripheral surface 2202a of the second member 2202.
  • step S2003 resin is injected from the gate 2301a formed in the first mold 2301 to form the electric fusion joint 2001. Therefore, the resin flowing in from the gate 2301a spreads to the side (left-right direction) of the first member 2201 and the second member 2202.
  • the heating wires 1031 and 1041 are pushed by the flow of the resin (see arrows F1 and F2), but since the heating wire arranging portions 2201b and 2203b are formed in a stepped shape, they are on the opposite side of the second member 2202.
  • the heating wires 1031 and 1041 are suppressed by the stepped surfaces 2201c and 2203c, and the flow to the outside (arrows F1 and F2 side) can be suppressed.
  • FIG. 31 (a) is a diagram showing a state in which the positions of the heating wires 1031 and 1041 are not displaced
  • FIG. 31 (b) is a diagram showing a state in which the positions of the heating wires 1031 and 1041 are displaced outward.
  • the regions where the temperature becomes high in FIG. 31A are shown by H1, H2, H3, H4, and H5.
  • the region H1 is a region heated by the first heat generating unit 1003.
  • the region H2 is a region on the end face side of the stopper portion 1022 that is heated by the second heat generating portion 1005.
  • the region H3 is a region heated by the first heat generating unit 1004.
  • the region H4 is a region on the end face side of the stopper portion 1022 that is heated by the second heat generating portion 1005.
  • the region H5 is inside the stopper portion 1022 and is a region heated by the first heat generating portions 1003 and 1004 and the second heat generating portion 1005.
  • the position of the heating wire is stabilized by providing a stepped portion, and quality stability is achieved. Can be improved.
  • step S2004 after cooling the resin, the molded electric fusion joint 2001 is taken out from the mold 2003.
  • the electric fusion joint 2001 can be manufactured.
  • the resin pipes 1011 and 1012 In order to insert the resin pipes 1011 and 1012 into the electric fusion joint 1001'shown in FIG. 17, a clearance is required between the outer peripheral surface of the resin pipes 1011 and 1012 and the inner surface 1021a of the electric fusion joint. .. Therefore, the resin pipes 1011 and 1012 may be inserted obliquely with respect to the axis of the electric fusion joint 1001', and the fusion portion may be oblique.
  • the inner part is narrower, and the resin pipes 1011 and 1012 are difficult to be inserted diagonally and are fused. It can exert the effect that the part is hard to be slanted.
  • FIG. 32 shows an electric fusion joint 3001 according to the embodiment of the present disclosure, a resin pipe 3011 (an example of a pipe containing a thermoplastic resin) connected by the electric fusion joint 3001, and a resin pipe 3012 (a thermoplastic resin). It is a figure which shows an example of the including tube).
  • FIG. 32 can be said to be an exploded view of the piping structure 3100.
  • the piping structure 3100 includes, for example, an electric fusion joint 3001, a resin pipe 3011, and a resin pipe 3012.
  • the electric fusion joint 3001 is fused with the resin pipe 3011 and the resin pipe 3012, and connects the resin pipe 3011 and the resin pipe 3012.
  • the resin pipe 3011 and the resin pipe 3012 are each made of a thermoplastic resin.
  • flow paths 3011f and 3012f having a circular cross section extend inside.
  • a flow path 3001f having a circular cross section extends inside the electric fusion joint 3001.
  • the direction in which each axis extends with respect to the flow paths of the electric fusion joint 3001, the resin pipe 3011, and the resin pipe 3012 is defined as the axis direction A. Further, in the electric fusion joint 3001, the resin pipe 3011, and the resin pipe 3012, the direction in which the electric fusion joint 3001, the resin pipe 3011, and the resin pipe 3012 are orthogonal to each other and are close to each other and separated from each other is defined as the radial direction B, and the direction rotating around each axis is defined as the circumferential direction C.
  • the resin pipe 3011 moves relative to the electric fusion joint 3001 in the axial direction A in the direction of the arrow A1 and is connected to the electric fusion joint 3001. Further, the resin pipe 12 moves relative to the electric fusion joint 3001 in the axial direction A in the direction of the arrow A2 and is connected to the electric fusion joint 3001.
  • the state in which the resin pipe 3011 and the resin pipe 3012 are connected to the electric fusion joint 3001 constitutes the piping structure 3100.
  • FIG. 33 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the electric fusion joint 3001.
  • the electric fusion joint 1 includes a main body portion 3002, a receiving port heating portion 3003, a stopper heating portion 3004, a first connector mounting portion 3005, and a second connector mounting portion 3006. Has.
  • the main body portion 3002 is made of a thermoplastic resin, and has a tubular portion 3021 and a stopper portion 3022 as shown in FIG. 33.
  • the tubular portion 3021 is tubular and has a joint receiving portion 3023, a joint receiving portion 3024, and a continuous portion 3025.
  • a resin pipe 3011 is inserted inside the joint receiving portion 3023.
  • a resin pipe 3012 is inserted inside the joint receiving portion 3024.
  • thermoplastic resin used in the main body 3002 is not particularly limited, but a thermoplastic resin having a melting point of less than 230 ° C. is preferable.
  • FIG. 34 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which the resin pipe 3011 is inserted inside the joint receiving portion 3023 of the electric fusion joint 3001 and the resin pipe 3012 is inserted inside the joint receiving portion 3024.
  • the inner diameter of the joint receiving portion 3023 is formed to be larger than the outer diameter of the resin pipe 3011. Further, the inner diameter of the joint receiving portion 3024 is formed to be equal to or larger than the outer diameter of the resin pipe 3012.
  • the continuous portion 3025 is connected to the joint receiving portion 3023 and the joint receiving portion 3024, and connects the joint receiving portion 3023 and the joint receiving portion 3024.
  • the continuous portion 3025 is a portion that connects between the joint receiving portion 3023 and the joint receiving portion 3024, and a stopper portion 3022, which will be described later, is provided inside the radial direction B.
  • the stopper portion 3022 is an annular portion.
  • the stopper portion 3022 is a ridge on the inner surface 3021a of the tubular portion 3021 along the circumferential direction C, and is formed over the entire circumference.
  • the stopper portion 3022 also contains a thermoplastic resin, and is preferably formed of the same resin as the thermoplastic resin used in the tubular portion 3021.
  • the stopper portion 3022 is formed so as to project inward in the radial direction from the inner surface 3021a of the tubular portion 3021. Further, the stopper portion 3022 is arranged inside the continuous portion 3025 of the tubular portion 3021 in the radial direction B.
  • the stopper portion 3022 may be formed as one member with the tubular portion 3021, or may be formed as a separate member from the tubular portion 3021.
  • the stopper portion 3022 has a first side surface 3022a, a second side surface 3022b, and a peripheral surface 3022c.
  • the peripheral surface 3022c is an end surface on the inner side in the radial direction of the stopper portion 3022.
  • the first side surface 3022a is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 3021a of the tubular portion 3021 toward the inside in the radial direction B.
  • the second side surface 3022b is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 3021a of the tubular portion 3021 toward the inside in the radial direction B.
  • the peripheral surface 3022c connects the radial inner end of the first side surface 3022a and the radial inner end of the second side surface 3022b.
  • the peripheral surface 3022c is formed substantially parallel to the inner surface 3021a of the tubular portion 3021.
  • the stopper portion 3022 regulates the insertion position of the pipe end 3011a as shown in FIG. 34.
  • the insertion position of the pipe end 3011a is regulated when the pipe end 3011a comes into contact with the first side surface 3022a of the stopper portion 3022 and the stopper portion 3022 directly regulates the insertion position, and when the pipe end 3011a is a stopper.
  • the stopper portion 3022 indirectly regulates the heating wire 3041 (described later) of the heat generating portion 3004 in contact with the heating wire 3041 (described later).
  • the stopper portion 3022 regulates the insertion position of the pipe end 3012a as shown in FIG. 34.
  • the insertion position of the pipe end 3012a is regulated when the pipe end 3012a comes into contact with the second side surface 3022b of the stopper portion 3022 and the stopper portion 3022 directly regulates the insertion position, and when the pipe end 3012a is a stopper.
  • the generation of clevis is suppressed between the pipe end 3011a and the first side surface 3022a and between the pipe end 3012a and the second side surface 3022b (see position P).
  • FIG. 35 is a schematic view of the electric fusion joint 3001 showing the connection relationship between the receiving port heat generating portion 303 and the stopper heating portion 3004 and the first connector mounting portion 3005 and the second connector mounting portion 3006.
  • FIG. 35 in order to facilitate understanding, the configuration of winding the heating wire 3031 in the receiving port heating unit 3003 is simplified.
  • the heat receiving portion 3003 is provided in the joint receiving portion 3023 and the joint receiving portion 3024.
  • the receiving port heating unit 3003 has a heating wire 3031 embedded in the inner surface 3021a of the joint receiving portion 3023 and the joint receiving portion 3024.
  • the heating wire 3031 is arranged so as to be wound in the circumferential direction along the inner surface 3021a at the joint receiving portion 3023 and the joint receiving portion 3024.
  • the heating wire 3031 is arranged in the vicinity of the inner surface 3021a.
  • the heating wire 3031 may be buried in the tubular portion 3021 so that a part of the heating wire 3031 is exposed on the flow path 3001f side, or may be completely buried.
  • the portion of the heating wire 3031 that is located at the joint receiving portion 3023 is referred to as the heating wire portion 3031a, and the portion of the heating wire 3031 that is located at the joint receiving portion 3024 is the heating wire portion 3031b. And.
  • the heating wire portion 3031c connecting the heating wire portion 3031a and the heating wire portion 3031b is embedded in the continuous portion 3025.
  • the heating wire portion 3031c is located on the outer peripheral side of the stopper heating portion 3004.
  • the heating wire portion 3031c is arranged so as not to come into contact with the heating wire 3041 provided in the stopper heating unit 3004.
  • a single heating wire 3031 is arranged over the joint receiving portion 3023, the joint receiving portion 3024, and the continuous portion 3025, but of the heating wire portion 3031a, the heating wire portion 3031b, and the heating wire portion 3031c.
  • Each may be composed of separate heating wires, to which the heating wires may be connected.
  • the heating wire 3031 may have, for example, a conducting wire and an insulating film.
  • the conducting wire for example, a nichrome wire, an iron chrome type 2 wire, an iron chrome type 1 wire, a nickel chrome wire or the like can be used.
  • the insulating film is provided so as to cover the periphery of the conducting wire.
  • the insulating film has a melting point of 230 degrees or higher. It is preferable that this is set to a temperature at which the thermoplastic resin does not melt even at a temperature at which the thermoplastic resin melts (for example, in the case of polyethylene, the heating wire is heated to 220 degrees) in the present embodiment.
  • the insulating film can be formed of, for example, a fluorine-based resin or an imide-based resin, but it is more preferable to form the insulating film with a polyimide-based resin.
  • the thickness of the conductor may be set to 0.1 mm or more and 10 mm or less.
  • the heating wire 3031 generates heat at about 180 to 230 degrees.
  • the arrangement of the heating wire 3031 in the receiving port heating unit 3003 will be described. Since the receiving port heating portion 3003 is provided symmetrically with respect to the stopper portion 3022, the heating wire 3031 arranged in the joint receiving portion 3023 will be described.
  • the heating wire portion 3031a is arranged so that the heating wire density in the joint receiving portion 3023 is smaller than the heating wire density in the stopper heating portion 3004 described later.
  • the heating wire 3031 is repeatedly wound twice so as to be in contact with the heating wire 3031, and the heating wire 3031 is repeatedly wound twice so as to be in contact with each other at a predetermined interval along the axial direction A.
  • the heating wire 3031 is wound around eight times.
  • the portion of the joint receiving portion 3023 that is wound twice so that the heating wire 31 comes into contact with the joint receiving portion 3023 is referred to as a heat generating portion 3003a.
  • the portion of the socket heat generating portion 3003 that is arranged in the joint receiving portion 3023 has a plurality of heat generating portions 3003a, and the heat generating portions 3003a are arranged at predetermined intervals along the axial direction A. It can be said that there is.
  • the portion of the joint receiving portion 3024 that is wound twice so that the heating wire 3031 comes into contact with the joint receiving portion 3024 is referred to as a heat generating portion 3003b.
  • the portion of the socket heat generating portion 3003 that is arranged in the joint receiving portion 3024 has a plurality of heat generating portions 3003b, and the heat generating portions 3003b are arranged at predetermined intervals along the axial direction A. It can be said that there is.
  • the length of the region where the heating wires 3031 are arranged along the axial direction A is L
  • eight heating wires 3031 are arranged in the length L. It will be different.
  • the length L can also be said to be the length of the receiving port heating unit 3003 along the axial direction A or the length of the heating wire 3031 along the axial direction A.
  • the outer diameter of the heating wire 3031 is 1 mm and the predetermined interval is 5 mm
  • there are eight heating wires at L 23 mm, so that the heating wire density in the socket heating unit 3003 is 8 (lines). / 23 (mm) ⁇ 0.35 (lines / mm).
  • the heating wire density is defined as the number of heating wires per unit length (for example, 1 mm).
  • the heating wire density can be obtained as a value obtained by dividing the number of the heating wires 3031 arranged at the length L along the axial direction A of the region where the heating wires 3031 are arranged by the length L.
  • the clearance W1 (see FIG. 34) between the inner peripheral surface of the joint receiving portion 3023 and the outer peripheral surface of the resin pipe 3011 and the inner peripheral surface of the joint receiving portion 3024 are used to generate heat in the receiving port heat generating portion 3003.
  • the clearance W1 between the outer peripheral surface of the resin pipe 3012 is filled with the molten resin, and the joint receiving portion 3023 and the resin pipe 3011, and the joint receiving portion 3024 and the resin pipe 12 are fused.
  • the first connector mounting portion 3005 has two pins 3051b and 3051c (an example of a pair of first terminals).
  • the two pins 3051b and 3051c are provided so as to project outward in the radial direction from the outer surface 3021d of the tubular portion 3021.
  • one of the two pins 3051b and 3051c, pin 3051b is arranged near the end 3021b of the tubular portion 3021, and the other pin 3051c is arranged near the end 3021c.
  • one end of the heating wire 3031 of the receiving port heating portion 3003 on the joint receiving portion 3023 side is connected to the pin 3051b.
  • the end of the heating wire 3031 of the receiving port heating unit 3003 on the joint receiving part 3024 side is connected to the pin 3051c.
  • the energizing time of the receiving port heating unit 3003 may be set to 1 minute when the nominal diameter is 50 mm, and may be set to 10 minutes when the nominal diameter is 300 mm.
  • the stopper heating unit 3004 is provided on the stopper unit 3022.
  • the stopper heating unit 3004 has a heating wire 3041.
  • the heating wire 3041 is provided on the stopper portion 3022 so as to be wound in the circumferential direction C along the axial direction A. In the present embodiment, the heating wire 3041 is wound around the stopper portion 3022, for example, three times. In the stopper heating unit 3004 of the present embodiment, all the adjacent heating wires 3041 are in contact with each other.
  • the same material and composition as the heating wire 3031 can be used.
  • the heating wire 3041 generates heat at about 180 to 230 degrees.
  • the heating wire 3041 is wound three times so as to come into contact with each other. Therefore, three heating wires 3041 are arranged in the length L (which can be said to be the length of the stopper heating unit 3004) along the axial direction A of the region where the heating wires 3041 are arranged.
  • the diameter of the wound heating wire 3041 in the stopper heating unit 3004 is set smaller than the diameter of the wound heating wire 3031 in the receiving port heating unit 3003.
  • the diameter of the wound heating wire 3041 in the stopper heating unit 3004 is set so as to be within the thickness of the tube walls of the resin tubes 3011 and 3012 into which the position of the heating wire 3041 is inserted.
  • the heating ray density in the receiving port heating unit 3003 is about 0.35, in the present embodiment, the heating ray density in the receiving port heating unit 3003 is smaller than the heating ray density in the stopper heating unit 3004. It is set.
  • the arrangement of the heating wire 3041 in the stopper heating unit 3004 is not limited to the configuration of the present embodiment, and the heating wire 3041 may not be in contact with the heating wire 3041. Further, it is not necessary that three heating wires 3041 are arranged along the axial direction A, one in the middle is not provided, and that portion is filled with the resin forming the stopper portion 3022. May be good.
  • the heating wire density in the above-mentioned receiving port heating unit 3003 is not limited to the configuration shown in FIG. 33, and in the present embodiment, the heating wire 3031 is wound so that two rounds are in contact with each other. , It does not have to be limited to this.
  • the heating wire 3031 may be wound so that the three laps are in contact with each other, or the heating wire 3031 may be wound so as to be in contact with each other at intervals of one lap.
  • the clearance W2 (see FIG. 34) between the first side surface 3022a of the stopper portion 3022 and the pipe end 3011a of the resin pipe 3011, and the second side surface 3022b of the stopper portion 3022 and the resin pipe are used.
  • the clearance W2 between the pipe end 3012a of 3012 is filled with the molten resin, and the stopper portion 3022 and the resin pipe 3011, and the stopper portion 3022 and the resin pipe 3012 are fused.
  • the second connector mounting portion 3006 has two pins 3061b30 and 61c (an example of a pair of second terminals).
  • the two pins 3061b and 3061c are provided so as to project outward in the radial direction from the outer surface 3021d of the tubular portion 3021.
  • the two pins 3061b and 3061c are arranged side by side in the axial direction A near the center of the tubular portion 3021.
  • One of the two pins 3061b and 3061c, pin 3061b, is arranged on the end 3021b side, and the other pin 3061c is arranged on the end 3021c side.
  • one end of the heating wire 3041 is connected to the pin 3061b, and the other end of the heating wire 3041 is connected to the pin 3061c.
  • the receiving port heat generating portion 3003 can be heated.
  • the energizing time of the stopper heating unit 3004 is about one-fifth of the energizing time of the receiving port heating unit 3003. For example, when the nominal diameter is 50 mm, it is set to 20 seconds, and when the nominal diameter is 300 mm, 2 It may be set to minutes.
  • the receiving port is provided.
  • the timing of energizing the heat generating unit 3003 and the timing of energizing the stopper heating unit 3004 can be shifted. That is, after the stopper heating unit 3004 is started to be energized, the socket heating unit 3003 can be started to be energized, or the socket heating unit 3003 can be started to be energized and then the stopper heating unit 3004 can be energized.
  • FIG. 36 is a schematic view showing a state in which the electric fusion joint 3001 is energized by the electric fusion apparatus 8.
  • the electric fusion device 3008 has, for example, a pair of first connectors 3081 attached to pins 3051b and 3051c and a pair of second connectors 3082 attached to pins 3061b and 3061c.
  • the electric fusion device 3008 may be provided with, for example, a first energizing switch that energizes the pair of first connectors 3081 and a second energizing switch that energizes the pair of second connectors 3082.
  • the first energizing switch can be operated to start energizing the receiving port heating unit 3003.
  • the second energizing switch may be operated to start energizing the stopper heating unit 3004.
  • the time from the start of energization to one of the heat generating parts of the stopper heating unit 3004 and the receiving port heat generating part 3003 to the start of energizing the other heat generating part is the clearance on the side where one of the heat generating parts is provided.
  • the term “filled with resin” may mean that the resin is filled with melted resin, and the term “filled with resin” does not have to be limited to being filled with solidified resin.
  • the energization of the other heat generating portion may be started about 10 to 20 seconds after the start of energization of one of the heat generating portions. Further, the energization of the other heat generating portion may be started after the resin is solidified on one of the heat generating portions.
  • the electric fusion device 3008 may automatically energize the first connector 3081 and the second connector 3082 based on a preset program.
  • the heating unit of one of the stopper heating unit 3004 and the receiving port heating unit 3003 is started to be energized, and after a preset time, the other heating unit is energized. It will be started. Then, the electric fusion device 3008 stops energization when a preset energization time for each heat generating portion elapses.
  • the electric fusion device 3008 includes a processor and a storage device.
  • the processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit). Alternatively, the processor may be a processor different from the CPU.
  • the processor executes a process for controlling energization according to a program.
  • the storage device includes a non-volatile memory such as ROM (Read Only Memory) and a volatile memory such as RAM (Random Access Memory).
  • the storage device may include a hard disk or an auxiliary storage device such as an SSD (Solid State Drive).
  • a storage device is an example of a recording medium that can be read by a non-transitory computer.
  • the storage device stores programs and data for controlling the electric fusion device 8.
  • the storage device stores, for example, data of a terminal range described later and a predetermined threshold value of the operation speed.
  • FIG. 37 is a flow chart for explaining the connection method of the present embodiment.
  • the end face of the resin tube is fused by energizing the stopper heat generating portion 3004, and then the side surface of the resin tube is fused by energizing the receiving port heating portion 3003.
  • the jig 1200 described in the second embodiment is used.
  • step S3001 the resin pipe 11 is inserted inside the joint receiving portion 3023 of the electric fusion joint 3001 until the stopper portion 3022 regulates the relative movement of the pipe end 3011a of the resin pipe 3011.
  • FIG. 34 shows a state in which the resin pipe 3011 and the resin pipe 3012 are inserted into the electric fusion joint 3001.
  • Step S3001 corresponds to an example of the insertion step.
  • step S3002 an example of the arrangement step
  • step S3003 an example of the pressurizing step
  • the pressing force of the pressing portion 1240 causes the electric fusion joint 3001 and the resin pipe 3012 to be fixed to the jig 1200.
  • a load is applied to the first clamp portion 1210 toward the second clamp portion 1220.
  • the pipe end 3011a of the resin pipe 3011 is pressed against the first side surface 3022a of the stopper portion 3022, and the pipe end 3012a of the resin pipe 3012 is the stopper portion 3022. It is pressed against the second side surface 3022b.
  • step S3004 the second connector 3082 of the electric fusion device 3008 is attached to the two pins 3061b and 3061c of the second connector attachment portion 3006, and energization is started.
  • the heating wire temperature at the time of energization may be any temperature as long as it can melt the main body 3002, and in the case of polyolefin, it is preferably 220 degrees or less. This energization causes the heating wire 3041 to generate heat.
  • Step S3003 corresponds to an example of the first energization step.
  • the first clamp by the spring 1241 is performed by moving the nut 1242 toward the second clamp portion 1220 side.
  • the load applied to the portion 1210 can be secured. It is desirable that the load does not change even if the pipe ends 3011a and 3012a melt, but the load may change.
  • step S3005 the energization of the pins 3061b and 3061c is stopped. As a result, the pipe ends 3011a and 3012a and the stopper portion 3022 are fused.
  • step S3006 may be executed after a cooling time is provided, but the step S3006 may be executed immediately. Further, the pressurization by the pressing portion 1240 may be performed after the energization in step S3004.
  • step S3006 the position of the nut 1242 is adjusted so that the urging force by the pressing portion 1240 is not generated.
  • the pressurization by the pressing portion 1240 may be released at the same time as the energization of the pins 3061b and 3061c is stopped, may be released shortly before the energization is stopped, or when a cooling time is provided. , The pressurization may be released after the end of the cooling time.
  • step S3007 the first connector 3081 of the electric fusion device 3008 is attached to the two pins 3051b and 3051c of the first connector attachment portion 3005, and energization is performed for a predetermined time.
  • This energization causes the heating wire 3031 to generate heat.
  • Step S3006 corresponds to an example of the second energization step. In this way, when the heating wire 3031 is heated, the pressing pressure by the pressing portion 1240 is set so as not to be applied.
  • step S3008 energization of the two pins 3051b and 3051c by the electric fusion device 3008 is completed.
  • FIG. 38A is an enlarged view of the vicinity of the stopper portion 3022.
  • FIG. 38 (a) in the portion (cold zone) between the stopper heating portion 3004 and the receiving port heating portion 3003, the clearance between the inner surface of the electric fusion joint 3001 and the outer surface of the resin pipe 3011 (in the figure). There is air in (indicated by E).
  • E air in
  • the pipe end 3011a and the stopper portion 3022 are fused in the first fusion, so that air can escape from the receiving port heat generating portion 3003 side. Yes (see arrow G).
  • By creating an escape route for air in this way it is possible to suppress the ejection of beads and the occurrence of bubble cracking.
  • Example 1 The following modifications were made to the electric fusion joint 3001 of the fourth embodiment, and the resin pipes 11 and 12 were fused.
  • the number of turns of the heating wire 3041 in the stopper heating unit 3004 was 4. Changed to circumference ⁇ The number of heat generating parts 3003a and 300b of the socket heat generating part 3003 along the axial direction A was changed to 2, and the number of turns of each heating wire 3031 of the heat generating parts 3003a and 3003b was changed to 4 times.
  • the stopper heating unit 3004 and the receiving port heating unit 3003 were heated at the same time.
  • Example 2 The electric fusion joint 3001 of the fourth embodiment is fused with the electric fusion joint obtained by making the following changes, and the resin pipes 11 and 12 are fused.
  • the number of turns of the heating wire 3041 in the stopper heating unit 3004 is 4. Changed to circumference ⁇ The number of heat generating parts 3003a and 3003b of the socket heat generating part 3003 along the axial direction A was changed to 2, and the number of turns of each heating wire 3031 of the heat generating parts 3003a and 3003b was changed to 4 times.
  • the joint and the resin pipe were connected by the procedure shown in the flow chart of FIG. 37.
  • FIG. 39 is a diagram showing an electric fusion joint 4001 according to the embodiment of the present disclosure, a resin pipe 4011 (an example of a pipe) connected by the electric fusion joint 4001, and a resin pipe 4012 (an example of a pipe). be.
  • FIG. 39 can be said to be an exploded view of the piping structure 4100.
  • the piping structure 4100 includes, for example, an electric fusion joint 4001, a resin pipe 4011, and a resin pipe 4012.
  • the electric fusion joint 4001 is fused with the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012, and connects the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012.
  • the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012 are each made of a thermoplastic resin.
  • the resin tube 4011 and the resin tube 4012 are made of polyolefin such as polyethylene.
  • flow paths 4011f and 4012f having a circular cross section extend inside.
  • a flow path 4001f having a circular cross section extends inside the electric fusion joint 4001.
  • the direction in which each axis extends with respect to the flow paths of the electric fusion joint 4001, the resin pipe 4011, and the resin pipe 4012 is defined as the axis direction A. Further, in the electric fusion joint 4001, the resin pipe 4011, and the resin pipe 4012, the direction in which the electric fusion joint 4001, the resin pipe 4011, and the resin pipe 4012 are orthogonal to each other and are close to each other and separated from each other is defined as the radial direction B, and the direction rotating around each axis is defined as the circumferential direction C.
  • the resin pipe 4011 moves relative to the electric fusion joint 4001 in the axial direction A in the direction of the arrow A1 and is connected to the electric fusion joint 4001. Further, the resin pipe 4012 moves relative to the electric fusion joint 4001 in the axial direction A in the direction of the arrow A2 and is connected to the electric fusion joint 4001.
  • the state in which the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012 are fused and connected to the electric fusion joint 4001 constitutes the piping structure 4100.
  • FIG. 40 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the electric fusion joint 4001.
  • the electric fusion joint 4001 has a main body portion 4002, a heat generating portion 4005, and a connector mounting portion 4006.
  • the main body portion 4002 is made of a thermoplastic resin, and has a tubular portion 4021 and a stopper portion 4022 as shown in FIG. 40.
  • the tubular portion 4021 is tubular and has a joint receiving portion 4023, a joint receiving portion 4024, and a continuous portion 4025.
  • a resin pipe 4011 is inserted inside the joint receiving portion 4023.
  • a resin pipe 4012 is inserted inside the joint receiving portion 4024.
  • thermoplastic resin used in the main body 4002 is not particularly limited, but a thermoplastic resin having a melting point of less than 230 ° C. is preferable.
  • FIG. 41 is a cross-sectional configuration diagram showing a state in which the resin pipe 4011 is inserted inside the joint receiving portion 4023 of the electric fusion joint 4001 and the resin pipe 4012 is inserted inside the joint receiving portion 4024.
  • the inner diameter of the joint receiving portion 4023 is formed to be larger than the outer diameter of the resin pipe 4011. Further, the inner diameter of the joint receiving portion 4024 is formed to be equal to or larger than the outer diameter of the resin pipe 4012.
  • the continuous portion 4025 is connected to the joint receiving portion 4023 and the joint receiving portion 4024, and connects the joint receiving portion 4023 and the joint receiving portion 4024.
  • the continuous portion 4025 is a portion that connects between the joint receiving portion 4023 and the joint receiving portion 4024, and a stopper portion 4022, which will be described later, is provided inside the radial direction B.
  • the stopper portion 4022 is an annular portion.
  • the stopper portion 4022 is formed on the inner surface 4021a of the tubular portion 4021 in a ridge along the circumferential direction C over the entire circumference.
  • the stopper portion 4022 also contains a thermoplastic resin, and is preferably formed of the same resin as the thermoplastic resin used in the tubular portion 4021.
  • the stopper portion 4022 is formed so as to project inward in the radial direction from the inner surface 4021a of the tubular portion 4021. Further, the stopper portion 4022 is arranged inside the continuous portion 4025 of the tubular portion 4021 in the radial direction B.
  • the stopper portion 4022 may be formed as one member with the tubular portion 4021, or may be formed as a separate member from the tubular portion 4021.
  • the stopper portion 4022 has a first side surface 4022a, a second side surface 4022b, and a peripheral surface 4022c.
  • the peripheral surface 4022c is an end surface on the inner side in the radial direction of the stopper portion 4022.
  • the first side surface 4022a is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 4021a of the tubular portion 4021 toward the inside in the radial direction B.
  • the second side surface 4022b is formed substantially perpendicular to the axial direction A from the inner surface 4021a of the tubular portion 4021 toward the inside in the radial direction B.
  • the peripheral surface 4022c connects the radial inner end of the first side surface 4022a and the radial inner end of the second side surface 4022b.
  • the peripheral surface 4022c is formed substantially parallel to the inner surface 4021a of the tubular portion 4021.
  • the pipe end 4011a of the resin pipe 4011 comes into contact with the first side surface 4022a of the stopper portion 4022, and the insertion position of the pipe end 4011a. Is regulated.
  • the pipe end 4011a comes into contact with the first side surface 4022a when the pipe end 4011a comes into direct contact with the first side surface 4022a and when the pipe end 4011a comes into contact with the heating wire 4051 (described later) of the heat generating portion 4005. This includes the case of indirectly contacting the side surface 4022a.
  • the pipe end 4012a of the resin pipe 4012 comes into contact with the second side surface 4022b of the stopper portion 4022, and the insertion position of the pipe end 4012a. Is regulated.
  • the pipe end 4012a comes into contact with the second side surface 4022b when the pipe end 4012a comes into direct contact with the second side surface 4022b and when the pipe end 4012a comes into contact with the heating wire 4051 (described later) of the heat generating portion 4005. This includes the case of indirectly contacting the side surface 4022b.
  • the heat generating portion 4005 is provided on the stopper portion 4022.
  • the heating unit 4005 has a heating wire 4051.
  • the heating wire 4051 is provided on the stopper portion 4022 so as to be wound in the circumferential direction C along the axial direction A.
  • the heating wire 4051 is wound around the stopper portion 4022, for example, four times.
  • all the adjacent heating wires 4051 are in contact with each other.
  • the heating wire 4051 is embedded in the stopper portion 4022, but even if a part of the heating wire 4051 is embedded in the stopper portion 4022 so as to be exposed from the first side surface 4022a, the second side surface 4022b or the peripheral surface 4022c to the flow path 4001f side. good.
  • the heating wire 4051 may have a conducting wire 4051a and an insulating film 4051b (an example of an insulator).
  • the conducting wire 4051a for example, a nichrome wire, an iron chrome type 2 wire, an iron chrome type 1 wire, a nickel chrome wire, or the like can be used.
  • the wire diameter of the conductor 51a can be set to ⁇ 0.3 to 0.8 mm. If it is less than ⁇ 0.3 mm, it may expand due to the tension during winding and the resistance value may become unstable.
  • the wire diameter of the conducting wire 4051a is set to a maximum of 0.8 mm in the equipment for forming the insulating film 4051b.
  • the resistance value of the unit length of the conducting wire 4051a is about 2 to 21 ⁇ / m depending on the wire diameter.
  • the insulating film 4051b is provided so as to cover the periphery of the conducting wire 4051a.
  • the insulating film 4051b has a melting point of 230 degrees or higher. It is preferable that this is set to a temperature at which the thermoplastic resin does not melt even at a temperature at which the thermoplastic resin melts (for example, in the case of polyethylene, the heating wire is heated to 220 degrees) in the present embodiment.
  • the insulating film 4051b can be formed of, for example, a fluorine-based resin or an imide-based resin, but it is more preferable to form the insulating film 4051b with a polyimide-based resin.
  • the thickness of the conductor 4051a may be set to 0.1 mm or more and 10 mm or less.
  • the volume ratio of the conducting wire 4051a and the resin in the stopper portion 4022 is set to be 0.04 to 0.07.
  • S is the cross-sectional area of one conducting wire 4051a
  • T is the combined cross-sectional area of the stopper portion 4022 and the insulating film 4051b
  • ⁇ 4 ⁇ S / T can be set.
  • This 4S / T is set to be 0.04 to 0.07.
  • FIG. 42 is an enlarged view of part D of FIG. 40.
  • one heating wire 4051 is wound around the heat generating portion 4005 four times so as to come into contact with the neighbor, but the present invention is not limited to this, and the number of turns is 3 or less or 5 or more. There may be. Further, the heating unit 4005 may be formed by winding not only one heating wire but also two or more heating wires 4051. The heating wire 4051 may be wound so as not to come into contact with the neighbor.
  • the connector mounting portion 4006 has two pins 4061 as shown in FIG. 40.
  • the two pins 4061 are provided so as to project outward in the radial direction from the outer surface 4021d of the tubular portion 4021.
  • one of the two pins 4061 is arranged near the end 4021b of the tubular portion 4021, and the other pin 4061 is arranged near the end 4021c.
  • the two pins 4061 are connected to the heating wire 4051 of the heating unit 405. When the connector of the electric fusion device is attached to the pin 4061 and energization is performed, the heating wire 4051 generates heat.
  • FIG. 43 is a diagram showing a jig 4200.
  • FIG. 44 is a diagram showing a state in which the resin pipe 4011, the electric fusion joint 4001, and the resin pipe 4012 are attached to the jig 4200.
  • FIG. 45 is a side view of FIG. 44.
  • the jig 4200 includes a first clamp portion 4210, a second clamp portion 4220, a shaft portion 4230, a pressing portion 4240, a regulating portion 4250, and a pedestal 4260.
  • the pedestal 4260 is a plate-shaped member.
  • the pedestal 4260 supports a first clamp portion 4210, a second clamp portion 4220, a shaft portion 4230, a pressing portion 4240, and a regulating portion 4250 arranged on the upper surface side thereof.
  • the first clamp portion 4210 sandwiches and fixes the resin pipe 4011.
  • the first clamp portion 4210 has a lower clamp portion 4211, an upper clamp portion 4212, a hinge portion 4213, a fastening portion 4214, and a bearing portion 4215.
  • the lower clamp portion 4211 is a member having a semicircular recess 4211a formed on the upper surface thereof.
  • the lower clamp portion 4211 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion is formed on the upper surface.
  • the bearing portion 4215 is provided on the lower clamp portion 4211.
  • the bearing portion 4215 is inserted into a through hole formed in the lower clamp portion 4211.
  • the bearing portion 4215 is arranged below the recess 4211a.
  • a shaft portion 4230 which will be described later, is inserted inside the bearing portion 4215.
  • the axial direction of the bearing portion 4215 is arranged parallel to the central axis of the recess 4211a. As a result, the first clamp portion 4210 can move along the shaft portion 4230.
  • the resin pipe 4011, the resin pipe 4012, and the electric fusion joint 4001 are arranged on the jig, the axial direction of the bearing portion 4215 is parallel to the axial direction A.
  • the upper clamp portion 4212 is a member in which a semicircular recess 4212a is formed.
  • the upper clamp portion 4212 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion 4212a is formed on a predetermined one surface.
  • the upper clamp portion 4212 and the lower clamp portion 4211 can sandwich the outer circumference of the resin tube 4011 between the recesses 4212a and the recesses 4211a formed therein.
  • the central axes of the recess 4212a and the recess 4211a substantially coincide with each other when the resin tube 4011 is sandwiched. Further, in a state where the resin tube 4011 is sandwiched, the central axis coincides with the above-mentioned axial direction A.
  • the hinge portion 4213 rotatably connects the ends of the lower clamp portion 4211 and the upper clamp portion 4212.
  • the upper clamp portion 4212 is configured to be rotatable with respect to the lower clamp portion 4211 about the hinge portion 4213.
  • the recess 4212a is attached to the lower clamp portion 4211 via the hinge portion 4213 so that the recess 4212a faces the recess 4211a of the lower clamp portion 4211. There is.
  • the resin pipe 4011 is arranged along the recess 4211a of the lower clamp portion 4211 with the lower clamp portion 4211 and the upper clamp portion 4212 open around the hinge portion 4213. After that, the upper clamp portion 4212 rotates about the hinge portion 4213, and the resin tube 4011 is arranged so as to fit into the recess 4212a.
  • the fastening portion 4214 is a so-called snap lock.
  • the fastening portion 4214 has a lock body 4214a and a protrusion 4214b.
  • the fastening portion 4214 is provided on the side opposite to the hinge portion 4213 with the recesses 4211a and 4212a of the lower clamp portion 4211 and the upper clamp portion 4212 interposed therebetween.
  • the lock body 4214a is arranged on the side surface of the lower clamp portion 4211, and the protrusion 4214b is arranged on the side surface of the upper clamp portion 4212.
  • the lock body 4214a has a lever 4214c and an annular portion 4214d.
  • the second clamp portion 4220 sandwiches and fixes the resin pipe 4012.
  • the second clamp portion 4220 fixes the resin tube 4012 so that the central axis of the resin tube 4012 coincides with the central axis of the resin tube 4011.
  • the second clamp portion 4220 has a lower clamp portion 4221, an upper clamp portion 4222, a hinge portion 4223, and a fastening portion 4224.
  • the lower clamp portion 4221 is a member having a semicircular recess 4221a formed on the upper surface thereof.
  • the lower clamp portion 4221 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion is formed on the upper surface.
  • the lower clamp portion 4211 is fixed to the pedestal 4260 via the bracket 4270.
  • the upper clamp portion 4222 is a member in which a semicircular recess 4222a is formed.
  • the upper clamp portion 4222 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape in which a semicircular concave portion 4222a is formed on a predetermined one surface.
  • the upper clamp portion 4222 and the lower clamp portion 4221 can sandwich the outer circumference of the resin tube 4012 between the recesses 4222a and the recesses 4221a formed therein.
  • the central axes of the recess 4222a and the recess 4221a substantially coincide with each other when the resin tube 4012 is sandwiched. Further, in a state where the resin tube 4012 is sandwiched, the central axis coincides with the above-mentioned axial direction A.
  • the hinge portion 4223 rotatably connects the ends of the lower clamp portion 4221 and the upper clamp portion 4222 to each other.
  • the upper clamp portion 4222 is rotatably configured with respect to the lower clamp portion 4221 with the hinge portion 4223 as the center.
  • the recess 4222a is attached to the lower clamp portion 4221 via the hinge portion 4223 so that the recess 4222a faces the recess 4221a of the lower clamp portion 4221. There is.
  • the resin pipe 4012 is arranged along the recess 4221a of the lower clamp portion 4221 with the lower clamp portion 4221 and the upper clamp portion 4222 open around the hinge portion 4223. After that, the upper clamp portion 4222 rotates around the hinge portion 4223, and the resin tube 4012 is arranged so as to fit into the recess 4222a.
  • the fastening portion 4224 is a so-called snap lock.
  • the fastening portion 4224 has a lock body 4224a and a protrusion 4224b.
  • the fastening portion 4224 is provided on the side opposite to the hinge portion 4223 with the recesses 4221a and 4222a of the lower clamp portion 4221 and the upper clamp portion 4222 interposed therebetween.
  • the lock body 4224a is arranged on the side surface of the lower clamp portion 4221, and the protrusion 4224b is arranged on the side surface of the upper clamp portion 4222.
  • the lock body 4224a has a lever 4224c and an annular portion 4224d.
  • the resin tube 4011 and the resin tube 4012 inserted in the electric fusion joint 4001 With the resin tube 4011 and the resin tube 4012 inserted in the electric fusion joint 4001, the resin tube 11 is sandwiched between the first clamp portion 4210 and the resin tube 4012 is sandwiched between the second clamp portion 4220, whereby the resin is attached to the jig 4200.
  • the pipe 4011, the resin pipe 4012, and the electric fusion joint 4001 can be arranged.
  • the shaft portion 4230 is supported by the pedestal 4260.
  • the shaft portion 4230 is arranged parallel to the central axes of the recess 4211a and the recess 4212a of the first clamp portion 4210.
  • the shaft portion 4230 is arranged parallel to the central axes of the recess 4221a and the recess 4222a of the second clamp portion 4220. Further, the shaft portion 4230 is arranged parallel to the central axis of the resin pipe 4011 fixed to the first clamp portion 4210 and the resin pipe 4012 fixed to the second clamp portion 4220.
  • the shaft portion 4230 is arranged along the above-mentioned axial direction A.
  • the shaft portion 4230 extends from the second clamp portion 4220 toward the first clamp portion 4210 side.
  • a first clamp portion 4210 is attached to the shaft portion 4230 so as to be movable along the shaft portion 4230.
  • the shaft portion 4230 is arranged from the lower clamp portion 4221 to the lower clamp portion 4211.
  • the bearing portion 4215 is arranged in a portion below the recess 4211a of the lower clamp portion 4211 of the first clamp portion 4210, and the shaft portion 4230 is inserted through the bearing portion 4215.
  • the pressing portion 4240 presses the first clamp portion 4210 toward the second clamp portion 4220 side along the shaft portion 4230.
  • the pressing portion 4240 has a spring 4241 and a nut 4242.
  • a spring 4241 is arranged around the shaft portion 4230 on the side opposite to the second clamp portion 4220 of the first clamp portion 4210.
  • the nut 4242 is arranged on the shaft portion 4230 on the side opposite to the first clamp portion 4210 of the spring 4241.
  • a male screw shape is formed around the end of the shaft portion 4230 opposite to the second clamp portion 4220, and is screwed with the female screw shape formed inside the nut 4242.
  • the nut 4242 can be moved along the shaft portion 4230 by rotating it.
  • the spring 4241 is arranged between the nut 4242 and the first clamp portion 4210. Since the nut 4242 is screwed with the shaft portion 4230 and the position on the shaft portion 4230 is fixed, a load toward the second clamp portion 4220 is applied to the first clamp portion 4210 by the spring 4241.
  • the load can be set in the range of 1 to 50 kgf, for example, and the range of 3 to 20 kgf is more preferable. Further, when the nuts 4242 are rotated and brought closer to the first clamp portion 4210 with the resin pipes 4011 and 4012 and the electric fusion joint 4001 arranged on the jig 4200, the spring 4241 is compressed, so that the first clamp portion 4210 The load applied to the can be increased. On the other hand, when the nut 4242 is rotated and moved away from the first clamp portion 4210, the spring 4241 expands, so that the load applied to the first clamp portion 4210 can be reduced.
  • the resin pipe 4011 is formed by applying a load to the first clamp portion 4210 by the pressing portion 4240 in a state where the resin pipe 4011, the resin pipe 4012, and the electric fusion joint 4001 are arranged on the jig 4200.
  • a load is applied to the pipe end 4011a and the pipe end 4012a of the resin pipe 4012 so as to be pressed against the stopper portion 4022.
  • the restricting portion 4250 regulates that the first clamp portion 4210 moves too much toward the second clamp portion 4220 side by the pressing portion 4240.
  • the regulation portion 4250 is arranged between the first clamp portion 4210 and the second clamp portion 4220.
  • the regulating portion 4250 has a fixing portion 4251 and a contact portion 4252.
  • the fixing portion 4251 is fixed to the pedestal 4260.
  • the contact portion 4252 is a portion extending upward from the fixed portion 4251 and is arranged around the shaft portion 4230. When the bearing portion 4215 of the first clamp portion 4210 comes into contact with the contact portion 4252, it is possible to restrict the movement of the first clamp portion 4210 to the second clamp portion 4220 side.
  • FIG. 46 is a flow chart showing a connection method according to the present embodiment.
  • step S4001 an example of the insertion step
  • the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012 are inserted into the electric fusion joint 4001.
  • the resin pipe 4011 is inserted inside the joint receiving portion 4023 of the electric fusion joint 4001 until the stopper portion 4022 regulates the relative movement of the pipe end 4011a of the resin pipe 4011. ..
  • the resin pipe 4012 is inserted inside the joint receiving portion 4024 of the electric fusion joint 4001 until the stopper portion 4022 regulates the relative movement of the pipe end 4012a of the resin pipe 4012.
  • FIG. 41 shows a state in which the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012 are inserted into the electric fusion joint 4001. It is more preferable to scrape the edge surfaces (opposite surfaces of the stopper portions 4022) of the resin pipes 4011 and 4012 and insert them into the electric fusion joint 4001 before step S4001 because the strength of fusion is improved.
  • step S4002 (an example of the arrangement step), as shown in FIGS. 44 and 45, the resin tube 4011 is sandwiched and fixed by the first clamp portion 4210, and the resin tube 4012 is sandwiched by the second clamp portion 4220.
  • the resin pipe 4011, the electric fusion joint 4001 and the resin pipe 4012 are arranged on the jig 4200.
  • step S4003 an example of the pressurizing step
  • the second clamp is applied to the first clamp portion 4210 by the urging force of the pressing portion 4240.
  • a load is applied toward the portion 4220.
  • the pipe end 4011a of the resin pipe 4011 is pressed against the first side surface 4022a of the stopper portion 4022, and the pipe end 4012a of the resin pipe 4012 is the stopper portion 4022. It is pressed against the second side surface 4022b.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view of the resin pipe 4011.
  • a surface pressure having a value of 0.15 (MPa) ⁇ S (mm 2) or more is applied to the resin tube 4011. .
  • the cross-sectional area of the 25A pipe is 140 mm 2
  • it is 0.15 (MPa) ⁇ 140 (mm 2 )
  • a load meter can be installed on the pressing portion 4240 to adjust the position of the nut 4242 while checking the load.
  • the load applied to the first clamp portion 4210 by the spring 4241 can be increased.
  • the load applied to the first clamp portion 4210 by the spring 4241 can be reduced.
  • step S4004 an example of the heating process
  • the connectors of the electric fusion device are attached to the two pins 4061 of the connector attachment portion 4006 in a pressurized state, and energization is performed for a predetermined time.
  • This energization causes the heating wire 4051 to generate heat, and the stopper portion 4022, the pipe end 4011a of the resin pipe 4011, and the pipe end 4012a of the resin pipe 4012 melt and come into close contact with the stopper portion 4022.
  • the first clamp by the spring 4241 is performed by moving the nut 4242 toward the second clamp portion 4220 side.
  • the load applied to the portion 4210 can be secured.
  • a value of S ⁇ 0.15 MPa or more described above is secured.
  • a load of 2.1 kg or more is maintained. It is desirable that the load does not change even if the pipe ends 4011a and 4012a melt, but the load may change. It is desirable to continue applying the load while the resin is melting, but it is not necessary to temporarily apply the load.
  • the heating wire temperature at the time of energization may be any temperature as long as it melts the main body 4002, and in the case of polyolefin, it is preferably 220 degrees or less.
  • step S4005 an example of a cooling step
  • the molten resin pipe 4011, the electric fusion joint 4001 and the resin pipe 4012 are cooled for a predetermined time, the resin is solidified, and these are connected and integrated. After stopping the energization of the heating wire 4051, they are naturally cooled.
  • the above-mentioned load of S ⁇ 0.15 MPa or more is secured by the pressing portion 4240 until the heating step of step S4004 is completed.
  • the load may be applied in the cooling step of step S4005, or the load may be stopped in the middle of step S4004.
  • a predetermined bead R which will be described later, is formed, the load may be stopped.
  • the load by the spring 4241 is set so as not to fall below 2.1 kg.
  • the load meter When the same piping structure 4100 is repeatedly created, the load meter is installed only for the first time or multiple times from the first time, the position of the nut 4242 is recorded with the passage of time, and the load meter is not installed in the later creation. In addition, the recorded position with the passage of time may be used.
  • FIG. 48 is a diagram showing a fused state in which the resin pipe 4011, the electric fusion joint 4001 and the resin pipe 4012 are melted and connected.
  • the stopper portion 4022 is melted and pushed by the resin pipes 4011 and 4012 to be narrowed, and the resin portion 4022T is formed.
  • the resin portion 4022T fills the space between the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012, and forms a bead R protruding inward from the resin pipes 4011 and 4012.
  • the bead R preferably protrudes at a uniform height in the circumferential direction.
  • the heating wires at both ends along the axis direction A of the heating wires 4051 wound adjacently to each other in the stopper portion 4022 are 4051e1 and 4051e2, the axis line between the heating wires 4051e1 and 40 heating wires 51e2.
  • the distance along the direction A is L1.
  • the distance L1 is approximately the product of the diameter of the heating wire 51 and 2 (for two heating wires).
  • the heating wires 4051e1 and the heating wires 4051e2 at both ends are moved to the center, and the axis between the heating wires 4051e1 and the heating wires 4051e2.
  • the distance L2 along the direction A is smaller than the distance L1 before fusion. Therefore, the distance L2 after fusion is smaller than the product of the diameter of the heating wire 4051 and 2 (for two heating wires).
  • FIG. 49A is a schematic view showing the resin pipes 4011 and 4012 and the stopper portion 4022.
  • FIG. 49B is a schematic view showing the resin pipes 4011 and 4012 and the stopper portion 4022 in a state after being melted and connected.
  • the remaining portion of the stopper portion 4022 remaining after melting is shown by 4022p.
  • FIG. 49C shows the remaining portion 4022p of the stopper portion 4022 and the other supplemented portion 4022q.
  • the filling portion 4022q other than the remaining portion 4022p of the stopper portion 4022 fills the gap D surrounded by the melted resin pipe 4011, the resin pipe 4012, and the remaining portion 4022p.
  • the gap D is shown in FIG. 49 (d).
  • the gap D is filled and shown.
  • the volume of the filling portion 4022q is set larger than the volume of the gap D.
  • the filling portion 4022q / gap D ⁇ 100 (%) is set to 130 to 300%.
  • the length of the width of the remaining portion 4022p along the axial direction A is, for example, 1 mm.
  • the piping structure 4100 of the embodiment according to the present disclosure can be used, for example, for transporting ultrapure water.
  • the piping structure 4100 for ultrapure water according to the embodiment of the present disclosure includes a pipe in the ultrapure water production apparatus, a pipe for transporting ultrapure water from the ultrapure water production apparatus to a point of use, and a pipe. It can be used as a pipe for returning ultrapure water from a use point.
  • Ultrapure water is extremely pure water, and is suitably used for cleaning electronic devices such as semiconductor elements. There are many indexes for expressing the grade of ultrapure water, but in this embodiment, the electrical resistivity of ultrapure water is 18.2 M ⁇ ⁇ cm or more, and the TOC is 50 ppb or less.
  • the piping structure 4100 of the embodiment according to the present disclosure is used in a water pipe for nuclear power generation, a pharmaceutical manufacturing process, a semiconductor element or a liquid crystal, and more preferably a semiconductor element manufacturing process, in which the water quality required for ultrapure water is particularly strict. It is preferably a transport pipe for ultrapure water used in a wet treatment step such as cleaning.
  • the semiconductor element preferably has a higher degree of integration, and more specifically, it is more preferably used in the manufacturing process of a semiconductor element having a minimum line width of 65 nm or less. Examples of standards related to the quality of ultrapure water used in semiconductor manufacturing include SEMI F75.
  • the piping structure 4100 of the embodiment according to the present disclosure has a polyethylene-based resin layer, it is excellent in workability. For example, fusion work such as EF (electric fusion) joining can be easily performed at a relatively low temperature.
  • EF electric fusion
  • an external force is started to be applied to the resin pipes 4011 and 4012 (an example of the pipe) toward the stopper portion 4022 before the step S4004 (an example of the heating step) or in the middle of the step S4004 for a predetermined time. While the external force is continuously applied, the resin pipes 4011 and 4012 are pressed against the stopper portion 4022 of the electric fusion joint 1 and the fusion proceeds. Therefore, the clevis between the resin pipes 4011 and 4012 and the electric fusion joint 4001 Occurrence can be suppressed.
  • the predetermined time can be said to be at least the time when the bead R is formed.
  • an appropriate external force is started by starting to apply an external force of 0.15 MPa ⁇ S or more in step S4003 (an example of a pressurizing step). You can start pressing the pipe against the stopper with.
  • the pipe can be continuously pushed to the stopper portion 4022 with an appropriate external force.
  • the bead R (an example of the resin portion) protruding inward from the inner surface of the resin pipes 4011 and 4012 is formed between the resin pipes 4011 and 4012 and the electric fusion joint 1.
  • the generation of clevis can be suppressed in.
  • the spring 4241 and the nut 4242 are used as the pressing portion for applying the load to the first clamp portion 4210, but the present invention is not limited to this, and may be a motor, a cylinder, or the like. good. Further, pressing the pipe ends 4011a and 4012a against the stopper portion 4022 may be due to either the application of a load to the first clamp portion 4210 or the amount of movement.
  • a load when applied using a motor or a cylinder, it may be controlled in conjunction with an electric fusion device.
  • the motor or cylinder may be controlled according to the passage of heating time by the electric fusion device so that the load above a predetermined value is maintained according to a preset program.
  • FIG. 50 is a cross-sectional view showing an electric fusion joint 4001 ′ having a structure in which heat generating portions 4007 and 4008 are provided in joint receiving portions 4023 and 4024.
  • the heat generating portion 4007 has a heating wire 4071 embedded in the inner surface 4021a at the joint receiving portion 4023 which is one end of the tubular portion 4021.
  • the heating wire 4071 is arranged so as to be wound twice along the circumferential direction along the inner surface 4021a.
  • the heating wire 4071 is arranged in the vicinity of the inner surface 4021a.
  • the heating wire 4071 may be buried in the tubular portion 4021 so that a part of the heating wire 4071 is exposed on the flow path 4001f side, or may be completely buried.
  • the heat generating portion 4008 has a heating wire 4081 embedded in the inner surface 4021a at the joint receiving portion 4024 which is the other end of the tubular portion 4021.
  • the heating wire 4081 is arranged so as to be wound twice along the inner surface 4021a in the circumferential direction.
  • the heating wire 4081 is arranged in the vicinity of the inner surface 4021a.
  • the heating wire 4081 may be buried in the tubular portion 4021 so that a part of the heating wire 4081 is exposed on the flow path 4001f side, or may be completely buried.
  • the heating wires 4071 and 4081 may have the same configuration as the heating wires 4051.
  • the configuration of the heat generating portions 4007 and 4008 may not be limited to the configuration shown in FIG. 50, and one heating wire may not be wound around two turns, or may be wound around three or more turns. Two heating wires may be wound around. Further, although the heat generating portions 4007 and 4008 are provided symmetrically in FIG. 50, the configuration is not limited to the left-right symmetry. Although the heat generating portions 4007 and 4008 are provided next to the stopper portion 4022, they may be provided at predetermined intervals.
  • the heating wire 4071 and the heating wire 4081 are in contact with each other, but all or part of them may not be in contact with each other.
  • the outer diameter of the stopper portion 4022 is circular when viewed along the axial direction A, but it is not limited to a circle and may be a polygonal shape.
  • the number of heating wires 4051 in the stopper portion 4022 was set to four as in FIG. 40. Further, the pressing pressure at the start of fusion in step S4004 was 3.2 kg, the pressing pressure at the time of fusion in step S4004 was maintained at 2.1 kg, and the pressing pressure at the end of step S4004 was 2.1 kg.
  • the pressure by the spring 4241 is first set to 3.2 kg, and as the fusion progresses, the stopper portion 4022 melts in the middle of the fusion and the pressure drops to, for example, 2.5 kg. did. Then, in the latter half of the fusion, the stopper portion 22 is further melted and the pressure drops to, for example, 2.1 kg. Therefore, the nut 4242 is moved to the second clamp portion 4220 side so that the pressure due to the spring 4241 does not fall below 2.1 kg. Made adjustments to.
  • Example 1 Using the piping structures of Example 1 and Comparative Example 1 above, the fusion strength was confirmed and whether or not clevis was generated was determined.
  • the piping structure was arranged along the vertical direction as shown in FIG. 51, and the resin tubes 4011 and 4012 fused in the vertical direction were pulled (see the arrow). JIS standard was used for the tensile speed.
  • the resin pipe is stretched, but the result is passed when the electric fusion joint and the resin pipe are in a connected state.
  • the result is passed when 5000N or more is achieved.
  • the electric fusion joint and the resin pipe were disengaged, the result was rejected.
  • the resin pipe is 25A, it is rejected when the resin pipe comes off from the electric fusion joint at less than 5000N.
  • the judgment of whether or not clevis was generated was made by applying ink to the cross section with magic and judging whether or not the ink oozes.
  • FIG. 52 (a) when the clevis V1 is present between the resin portion 4022T in which the stopper portion 4022 is melted and deformed and the pipe end 4011a of the resin pipe 4011, when ink is applied, FIG. 52 As shown in W of (b), the ink seeps into the resin portion 4022T and the tube end 4011a. If the ink soaked in, it was rejected because of the presence of clevis. If the ink did not soak in, it was judged that no clevis was generated and the result was passed.
  • both the confirmation of the fusion strength and the confirmation of the generation of clevis were passed.
  • both the confirmation of the fusion strength and the confirmation of the generation of clevis failed.
  • Electric fusion joints are often used when connecting pipes using a resin such as a conventional resin pipe or a metal reinforced composite pipe having a resin layer and a metal reinforcing layer (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-). 194340, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-318596).
  • the electric fusion joint shown in Patent Document 1 has a joint body made of a thermoplastic resin in which a joint receiving portion into which a pipe body to be connected is inserted is formed at both ends, and an inner peripheral surface side of the joint body. It has a heating wire buried in. Further, a stopper portion is provided on the inner peripheral surface of the joint body so as to project inward to regulate the position of the pipe body.
  • the resin on the outer periphery of the insertion port and the inner peripheral portion of the tube body around the heating element are generated. Resin is fused, and the pipe bodies are connected to each other via an electric fusion joint.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-318596 discloses an electric fusion joint having a structure in which a heating wire is provided at a stopper portion.
  • Microorganisms propagate in the water and chemicals that have accumulated in this way, causing deterioration of water quality, and deterioration of the chemicals causes deterioration of purity. Therefore, in semiconductor manufacturing piping, etc., product yield may deteriorate. ..
  • the object of the present disclosure is to provide a connection method and a piping structure capable of suppressing the generation of clevis.
  • connection method is a tubular main body having a joint receiving portion into which a pipe containing a thermoplastic resin can be inserted inside, and an inner side of the joint receiving portion. Includes a stopper portion that protrudes inward on the inner surface of the main body so as to regulate the position of the tube end of the tube when the tube is inserted, and a heating wire coated on an insulator arranged in the stopper portion. It is a connection method for connecting an electric fusion joint containing a thermoplastic resin and a pipe, which comprises a heat generating portion, and includes an insertion step, a heating step, and a pressurizing step.
  • the pipe is inserted inside the joint receiving portion of the electric fusion joint.
  • the heating wire of the heat generating portion is energized.
  • an external force is applied to the pipe toward the stopper portion for a predetermined time before the heating step or from the middle of the heating step.
  • connection method according to the second disclosure is the connection method according to the first disclosure, and where S is the cross-sectional area of the pipe, 0.15 (MPa) ⁇ S (mm 2 ) or more in the pressurizing step. Start applying external force.
  • connection method according to the third disclosure is the connection method according to the second disclosure, and an external force of 0.15 (MPa) ⁇ S (mm 2 ) or more is continuously applied for a predetermined time.
  • the piping structure according to the fourth disclosure is a piping structure in which an electric fusion joint and a pipe are fused, and includes a pipe, a tubular portion, a resin portion, and a plurality of heating wires.
  • the tube contains a thermoplastic resin.
  • the tubular portion has a joint socket in which the tube is inserted and contains a thermoplastic resin.
  • the resin portion connects the pipe and the tubular portion, and protrudes inward from the inner surface of the pipe along the circumferential direction.
  • the plurality of heating wires are arranged in the resin portion and coated on the insulator. The distance between the heating wires at both ends along the axial direction of the tube is shorter than the product of the number and diameter of the heating wires arranged between both ends.
  • the resin portion forms a bead that protrudes inward from the inner surface of the pipe, so that the generation of clevis can be suppressed between the pipe and the electric fusion joint.
  • connection method and a piping structure capable of suppressing the generation of clevis.
  • connection method and the piping structure using the electric fusion joint that achieves the above object described in the embodiment can be described as the following inventions.
  • the position of the tubular main body having a joint receiving portion into which a pipe containing a thermoplastic resin can be inserted and the position of the pipe end of the pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion is regulated.
  • Electricity containing a thermoplastic resin comprising a stopper portion provided on the inner surface of the main body portion so as to project inward, and a heat generating portion arranged on the stopper portion and including a heating wire coated on an insulator.
  • An insertion step of inserting the pipe inside the joint receiving portion of the electric fusion joint, and The heating process of energizing the heating wire of the heat generating part and A pressurizing step of continuing to apply an external force to the pipe toward the stopper portion for a predetermined time before the heating step or from the middle of the heating step is provided. Connection method.
  • an external force of 0.15 MPa ⁇ S (mm 2 ) or more can be continuously applied for the predetermined time.
  • a plurality of heating wires arranged in the resin portion and coated on an insulator are provided. The distance between the heating wires at both ends along the axial direction of the tube is shorter than the product of the number and diameter of the heating wires arranged between the both ends. Piping structure.
  • FIG. 53 is a flow chart showing the connection method of the sixth embodiment.
  • step S5001 an example of the insertion step
  • the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012 are inserted into the electric fusion joint 4001.
  • the resin pipe 4011 is inserted inside the joint receiving portion 4023 of the electric fusion joint 4001 until the stopper portion 4022 regulates the relative movement of the pipe end 4011a of the resin pipe 4011. ..
  • the resin pipe 4012 is inserted inside the joint receiving portion 4024 of the electric fusion joint 4001 until the stopper portion 4022 regulates the relative movement of the pipe end 4012a of the resin pipe 4012.
  • FIG. 41 shows a state in which the resin pipe 4011 and the resin pipe 4012 are inserted into the electric fusion joint 4001. It is more preferable to scrape the edge surfaces (opposite surfaces of the stopper portions 4022) of the resin pipes 4011 and 4012 and insert them into the electric fusion joint 4001 before step S5001 because the strength of fusion is improved.
  • step S5002 (an example of the arrangement step), as shown in FIGS. 44 and 45, the resin tube 4011 is sandwiched and fixed by the first clamp portion 4210, and the resin tube 4012 is sandwiched by the second clamp portion 4220.
  • the resin pipe 4011, the electric fusion joint 4001 and the resin pipe 4012 are arranged on the jig 4200.
  • step S5003 an example of the heating process
  • the connectors of the electric fusion device are attached to the two pins 4061 of the connector attachment portion 4006 in a pressurized state, and energization is performed for a predetermined time.
  • the position of the nut 4242 is adjusted so that the pressing portion 4240 does not apply a load.
  • the load by the pressing portion 4240 is set to 0 kg.
  • a load meter may be provided on the pressing portion 4240 to perform measurement.
  • This energization causes the heating wire 4051 to generate heat, and the stopper portion 4022, the pipe end 4011a of the resin pipe 4011, and the pipe end 4012a of the resin pipe 4012 melt and come into close contact with the stopper portion 4022.
  • step S5003 By energizing step S5003, the stopper portion 4022 melts, and at the timing when the resin temperature exceeds 160 degrees, the nut 4242 is moved toward the second clamp portion 4220 side in step S5004 (an example of the pressurizing step). A load is applied to the first clamp portion 4210 by the spring 4241.
  • the load applied to the first clamp portion 4210 has a value of S ⁇ 0.15 MPa or more as described above.
  • S the cross-sectional area
  • a load of 2.1 kg or more is maintained. It is desirable that the load does not change even if the pipe ends 4011a and 4012a melt, but the load may change. It is desirable to continue applying the load while the resin is melting, but it is not necessary to temporarily apply the load.
  • the heating wire temperature at the time of energization may be any temperature as long as it melts the main body 4002, and in the case of polyolefin, it is preferably 220 degrees or less.
  • step S5005 the heat generation is stopped by stopping the energization of the heating wire 4051.
  • step S5006 an example of a cooling step
  • the molten resin pipe 4011, the electric fusion joint 4001 and the resin pipe 4012 are cooled for a predetermined time, the resin is solidified, and these are connected and integrated. After stopping the energization of the heating wire 4051, they are naturally cooled. It is preferable that the above-mentioned load of S ⁇ 0.15 MPa or more is secured by the pressing portion 4240 until the energization is stopped in step S5005.
  • the load may be applied in the cooling step of step S5006, or the load may be stopped in the middle of step S5006.
  • a predetermined bead R which will be described later, is formed, the load may be stopped.
  • Example 1 In Example 1 described above in the fifth embodiment, pressurization was started at the same time as the heating step, and a load of 2.1 kg was maintained.
  • the pressing portion 4240 did not pressurize, and after the resin temperature exceeded 160 degrees, a load of 2.1 kg was applied to maintain the load of 2.1 kg.
  • connection method using the electric fusion joint that achieves the above object described in the embodiment can be described as the following invention.
  • the position of the tubular main body having a joint receiving portion into which a pipe containing a thermoplastic resin can be inserted and the position of the pipe end of the pipe when the pipe is inserted inside the joint receiving portion is regulated.
  • Electricity containing a thermoplastic resin comprising a stopper portion provided on the inner surface of the main body portion so as to project inward, and a heat generating portion arranged on the stopper portion and including a heating wire coated on an insulator.
  • An insertion step of inserting the pipe inside the joint receiving portion of the electric fusion joint, and The heating process of energizing the heating wire of the heat generating part and A pressurizing step of continuing to apply an external force to the pipe toward the stopper portion for a predetermined time from the middle of the heating step is provided. Connection method.
  • FIG. 54 is a cross-sectional view showing an electric fusion joint 5001 provided with a thinned continuous portion 5025.
  • the electric fusion joint 5001 is fused with the resin pipes 1011 and 1012, the resin expands as shown by M in FIG. 55, and the continuous portion 1025 rises.
  • the resin pipes 1011 and 1012 are omitted, and only the state in which the outside of the continuous portion 1025 is raised is shown.
  • FIG. 56 (a) A state in which the bead R is uniformly raised and not formed is shown in FIG. 56 (a), and a state in which the bead R is uniformly raised and formed is shown in FIG. 56 (b).
  • the resin that rises inward from the inner peripheral surface of the stopper portion 5022 and the resin tube 5011 is indicated by R, and the recess is indicated by Q.
  • an indicator may be provided on the outer surface of the continuous portion 1025 as in the electric fusion joint 6001 shown in FIG. 57. good.
  • the indicator 6100 is arranged in the recess 1025a formed on the outer surface of the continuous portion 1025.
  • the stopper portion 1022 is sufficiently heated (200 degrees or more) and the resin pipes 1011 and 1012 are pushed in in order for the pipe end fusion to be completed normally.
  • the resin on the bottom surface of the pipe expands and tries to move to the outside of the joint, and surface pressure is generated, so that the indicator 6100 rises. Only one indicator 6100 may be provided in the circumferential direction, but a plurality of indicators 6100 may be provided.
  • the thinned continuous portion 5025 or the indicator 6100 according to the seventh embodiment may be applied to the electric fusion joint according to any one of the above-described first to seventh embodiments.
  • the electric fusion joint of the present disclosure has an effect of suppressing the generation of clevis and convex portions on the inner surface, and is useful as, for example, a piping structure for ultrapure water.

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Abstract

電気融着継手(1)は、筒状の本体部(2)と、ストッパ部(22)と、第1発熱部(3、4)と、第2発熱部(5)と、を備える。筒状の本体部(2)は、継手受口部(23、24)を有する。ストッパ部(22)は、本体部(2)の内面(21a)に内側に突出するように設けられている。第1発熱部(3、4)は、巻き回されて継手受口部(23、24)に配置された電熱線(31、41)を含む。第2発熱部(5)は、隣り合うように巻き回されてストッパ部(22)に配置された電熱線(51)を含む。第1発熱部(3、4)は、電熱線(31、41)が隣り合うように巻き回された発熱部分(3a、4a)を1つまたは複数有する。第2発熱部(5)における電熱線(51)の隣り合う巻き数は、第2発熱部(5)の隣の発熱部分(3a、4a)における電熱線(31、41)の隣り合う巻き数以下である。

Description

電気融着継手および融着方法
 本開示は、電気融着継手および融着方法に関する。
 樹脂管や、樹脂層および金属補強層を有する金属補強複合管などの樹脂が用いられた管体どうしを接続する際に、電気融着継手が多用されている(例えば、特許文献1、2参照)。
 例えば、特許文献1に示す電気融着継手は、両端部それぞれに接続対象の管体が挿し込まれる継手受口部が形成された熱可塑性樹脂製の継手本体と、継手本体の内周面側に埋設されている電熱線と、を有している。また、継手本体の内周面には、内側に向かって突出して管体の位置を規制するストッパ部が設けられている。
 電気融着継手の2つの挿し口部に接続対象の管体をそれぞれ挿し込んだ状態で発熱体を発熱させることより、発熱体周囲における挿し口部の外周部の樹脂と管体の内周部の樹脂とが融着し、電気融着継手を介して管体どうしが接続される。
 特許文献2には、樹脂配管とストッパ部の間のクレビスの発生を低減するためにストッパ部に電熱線が設けられた構成の電気融着継手が開示されている。
特開2016-194340号公報 特開平5-318596号公報
 しかしながら、発明者等の検討によれば、継手受口部に樹脂配管を挿入する電気融着継手をプラント内の配管に用いた場合、水や薬液の流れが、継手のストッパ部と樹脂配管の端面との隙間(クレビス)や、電気融着時の熱等によって樹脂配管の内面に発生する凸部(ももしわ)にぶつかることで発生する乱流によって、一部の水や薬液が配管内に滞留するという問題を見出した。
 このように滞留した水や薬液には、微生物が繁殖し水質悪化を引き起こしたり、薬液の劣化によって純度低下を引き起こすため、半導体製造用配管等では、製品歩留まり悪化を引き起こすことがある。
 また、特許文献2に示す電気融着継手では、ストッパ部に電熱線が1本分しか設けられていないため、ストッパ部が仮に薄いと樹脂量が不足し、樹脂配管を突き当てる力でストッパ部が変形し凸部(ももしわ)が発生する。一方、ストッパ部が仮に厚い場合には、電熱線での加熱が不十分となり、樹脂が十分に溶けずクレビスが発生することになる。
 本開示は、クレビスや、内面の凸部(ももしわ)の発生を抑制することが可能な電気融着継手、および融着方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
 上記目的を達成するために、第1の開示にかかる電気融着継手は、筒状の本体部と、ストッパ部と、第1発熱部と、第2発熱部と、を備える。筒状の本体部は、熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する。ストッパ部は、本体部の内面に内側に突出するように設けられ、継手受口部の内側に管が挿入された際に管の管端の挿入位置を規制可能である。第1発熱部は、巻き回されて継手受口部に配置された電熱線を含む。第2発熱部は、隣り合うように巻き回されてストッパ部に配置された電熱線を含む。第1発熱部は、電熱線が隣り合うように巻き回された発熱部分を1つまたは複数有する。第2発熱部における電熱線の隣り合う巻き数は、第2発熱部の隣の発熱部分における電熱線の隣り合う巻き数以下である。
 このように、第2発熱部における電熱線の隣り合う巻き数を、第2発熱部の隣の発熱部分における電熱線の隣り合う巻き数以下にすることによって、電気融着継手を管と接続する際にストッパ部よりも継手受口部の方が先に温度が上昇することを防ぐことが出来る。ストッパ部よりも継手受口部の方が先に温度が上昇した場合、管の端面よりも側面で先に融着が起こるため、管をストッパ部に押し当てるのに大きな力が必要となり、ももしわや、クレビスが発生するおそれがある。
 しかしながら、本開示では、電気融着継手を管と接続する際にストッパ部よりも継手受口部の方が先に温度が上昇することを防ぐことが出来るため、管の端面よりも側面で先に融着が起こらず、管をストッパ部に押し当てるための力を低減でき、ももしわや、クレビスの発生を抑制することができる。
 第2の開示にかかる電気融着継手は、第1の開示にかかる電気融着継手であって、第1発熱部における電熱線密度が、第2発熱部における電熱線密度より小さい。
 このように第1発熱部における電熱線密度を第2発熱部における電熱線密度よりも小さくすることにより、管を継手受口部に差し込んでストッパ部に押し当てつつ加熱するときに、管の端面とストッパ部の間の方が管の外周面と継手受口部の内周面の間よりも先に融着されるため、継ぎ目を埋めることができ、クレビスが生じることを抑制できる。
 また、継手受口部における電熱線密度を小さくすることにより、管を熱しすぎないため、管の内面における凸部(ももしわ)の発生を抑制することができる。
 第3の開示にかかる電気融着継手は、第2の開示にかかる電気融着継手であって、第1発熱部における電熱線密度が、第2発熱部における電熱線密度の0.55倍以下である。
 このように第1発熱部と第2発熱部における電熱線密度に差を設けることにより、効果的にクレビスや内面における凸部の発生を抑制することができる。
 第4の開示にかかる電気融着継手は、第1または第2の開示にかかる電気融着継手であって、第1発熱部は、管の挿入方向において電熱線が所定数巻き回された発熱部分ごとに所定間隔があけられている。第2発熱部における全ての電熱線は、隣り合う電熱線と接触している。
 これにより、継手受口部の内面を局所的でなく広く熱することができるため、管をストッパ部に向けて滑らせ易く、管の内面に凸部(ももしわ)が発生することを抑制することができる。
 第5の開示にかかる電気融着継手は、第1~第4のいずれかの開示にかかる電気融着継手であって、第2発熱部は、3巻き以上の電熱線を含む。
 このように、3巻き以上の電熱線を設ける厚みがストッパ部に必要となり、樹脂配管を突き当てる力によるストッパ部の変形が抑制される。また、3巻き以上の電熱線が設けられていることにより、加熱を十分に行うことができ、樹脂を十分に溶かすことができる。
 第6の開示にかかる電気融着継手は、第1の開示にかかる電気融着継手であって、第1発熱部は、発熱部分を1つ有する。発熱部分における隣り合う電熱線は、接触している。第2発熱部における電熱線は、接触している。
 これにより、継手受口部における電熱線の巻き数がストッパ部における電熱線の巻き数以下に設定されるため、管をストッパ部に押し当てる際の力を低減することができ、管の内面における凸部(ももしわ)の発生を抑制することができる。
 第7の開示にかかる電気融着継手は、第1の開示にかかる電気融着継手であって、本体部の軸に沿った方向における第1発熱部のストッパ部からの距離をLとし、継手受口部の内径をdとすると、管の外径が25mm以下の場合、d/Lは2.5以下に設定され、管の外径が32mm以上50mm以下の場合d/Lは3.5以下に設定され、管の外径が63mm以上90mm以下の場合d/Lは4.0以下に設定され、管の外径が110mm以上160mm以下の場合、d/Lは5.5以下に設定され、管の外径が225mm以上の場合、d/Lは6.5以下に設定される。
 本件の発明者らは、ストッパ部と管の端面との間における隙間の発生を抑制するため、継手受口部だけでなくストッパ部にも発熱部を設けることを考えたが、単に発熱部を設けただけではビードの大きさおよび形状が安定しない場合があるという課題を見出した。ビードの大きさおよび形状が安定しない場合、水量が安定せず、ビードの形状によっては死水が発生する。また、ビードの高さが周方向で均一でない場合、均一でない部分(膨出部)に圧が強くかかり、その膨出部が取れて、流出するおそれがある。また膨出部を起点に接合部に亀裂が入り、死水が生じることも考えられる。
 そして、本件発明者らは、このようなビードの大きさおよび形状が不安定になるのは、次の理由であることを解明した。電気融着継手に管を挿入すると、ストッパ部の発熱部と継手受口部の発熱部の間(コールドゾーン)において、継手の内面と管の外面のクリアランス内に空気が存在する。融着を開始すると、発熱部が設けられているストッパ部と管の管端の間の融着と、継手受口部の発熱部が設けられている部分の内面と管の外面の融着が同時に進行するため、クリアランス内の空気が双方の融着部分で間に閉じ込められた状態で熱により膨張し、ビードを形成する途中の溶融樹脂を押し上げる。これによりビードの大きさ・形状が変化する。この現象は管や継手の成型時の寸法精度、また施工時のスクレープ量(融着前に管の外面を切削する工程で切削される厚みのこと)、さらに管の差し込み具合などのばらつきにより発生する場合がある。
 このため、本開示の電気融着継手では、管の外径が25mm以下の場合、d/Lは2.5以下に設定され、管の外径が32mm以上50mm以下の場合d/Lは3.5以下に設定され、管の外径が63mm以上90mm以下の場合d/Lは4.0以下に設定され、管の外径が110mm以上160mm以下の場合、d/Lは5.5以下に設定され、管の外径が225mm以上の場合、d/Lは6.5以下に設定される。
 これによって、ストッパ部の第2発熱部と継手受口部の第1発熱部の間における、継手の内面と管の外面のクリアランス内に空気が閉じ込められにくくなり、形状および大きさの安定したビードを形成することができ、電気融着継手と管の間において隙間の発生を抑制することが可能となる。
 第8の開示にかかる電気融着継手は、第1の開示にかかる電気融着継手であって、本体部の軸に沿った方向における第1発熱部の前記ストッパ部からの距離をLとすると、距離Lは、ゼロに設定されている。第1発熱部は、本体部の軸に沿った方向においてストッパ部に隣り合って配置されている。
 上述した理由より、第1発熱部の位置がストッパ部に近いほどクリアランスが小さくなり空気の膨張が発生し難くなるため、Lをゼロにすることによって形状および大きさの安定したビードを形成することができる。
 第9の開示にかかる電気融着継手は、第7または第8の開示にかかる電気融着継手であって、第1発熱部は、2周以上巻き回された電熱線を有している。
 これによって、第1発熱部において、より確実に融着することができる。
 第10の開示にかかる電気融着継手は、第1~9のいずれかの開示にかかる電気融着継手であって、第2発熱部における電熱線は、絶縁体に被膜されている。
 これによって、管をストッパ部に押し当てて融着が行った場合に電熱線同士の短絡を防ぐことができる。
 第11の開示にかかる電気融着継手は、第1の開示にかかる電気融着継手であって、本体部は、第2発熱部と、第2発熱部の隣の発熱部分との間に、内面から外面まで貫通して形成された貫通穴を有する。
 これにより、管の端面とストッパ部との融着部分と、管の側面と継手受口部との融着部分の間の空気が貫通穴より出ていくため、空気の膨張によるビードRの噴出を抑え、ビードに混入した気泡の破裂による窪みの発生も抑制することができる。
 第12の開示にかかる電気融着継手の製造方法は、第1発熱部の電熱線と第2発熱部の電熱線が繋がっており、第1発熱部の電熱線が配置される段差状に形成された第1配置部と、第2発熱部の電熱線を配置する第2配置部と、を備えた巻き線コアに電熱線を配置する工程と、電熱線を配置した巻き線コアを、第2配置部がゲートに対向するように金型内に挿入する工程と、ゲートから樹脂を射出して成形を行う工程と、を備えている。
 このように段差部分を設けることによって、樹脂射出時の電熱線の位置が安定し、品質安定性を向上することができる。
 第13の開示にかかる接続方法は、熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、継手受口部の内側に管が挿入された際に管の管端の位置を規制するように本体部の内面に内側に突出して設けられたストッパ部と、ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を含む発熱部と、を備え、熱可塑性樹脂を含む電気融着継手と、管を接続する接続方法であって、挿入工程と、加熱工程と、加圧工程と、を備える。挿入工程は、電気融着継手の継手受口部の内側に管を挿入する。加熱工程は、発熱部の電熱線に通電する。加圧工程は、加熱工程において、ストッパ部に向けて管に外力を加える。
 このように加熱工程の途中から加圧を行うことによって、加熱むらが抑制された状態で加圧を行うため、ビードの乱れの発生を低減することができる。
 第14の開示にかかる接続方法は、第13の開示にかかる接続方法であって、加圧工程は、熱可塑性樹脂の温度が160度を超えてから管に外力を加え始める。
 これにより、加熱むらを抑制した状態で加圧を行うことができる。
(発明の効果)
 本開示によれば、クレビスや、内面における凸部(ももしわ)の発生を抑制することが可能な電気融着継手、および融着方法を提供することができる。
本開示にかかる実施の形態1aにおける電機融着継手と電気融着継手に接続される樹脂管および樹脂管を示す外観図。 図1の電気融着継手を示す断面構成図。 図1の電気融着継手に樹脂管および樹脂管を挿入した状態を示す断面構成図。 図1の電気融着継手を用いた融着方法を説明するためのフロー図である。 図4の融着方法に用いられる加圧冶具を示す斜視図。 図4の加圧冶具に樹脂管、電気融着継手、および樹脂管を取り付けた状態を示す図。 図1の電気融着継手と樹脂管を融着した状態を示す断面構成図。 本開示にかかる実施の形態1bにおける電気融着継手を示す断面構成図。 本開示にかかる実施の形態1cにおける電気融着継手を示す断面構成図。 本開示に係る実施の形態1dにおける電気融着継手を示す断面構成図。 (a)~(c)ビードの大きさ・形状が不安定になることを説明するための図。 比較例における電気融着継手を示す断面構成図。 本開示にかかる実施の形態2における電機融着継手と電気融着継手に接続される樹脂管を示す外観図。 図13の電気融着継手を示す断面構成図。 図13の電気融着継手に樹脂管および樹脂管を挿入した状態を示す断面構成図。 ストッパ部における導線と樹脂の体積比を説明するための図。 本開示にかかる他の実施の形態における電気融着継手を示す断面構成図。 本開示にかかる実施の形態2の接続方法に用いられる治具を示す斜視図。 図18の治具に樹脂管、電気融着継手、および樹脂管を取り付けた状態を示す図。 図19の側面図。 本開示にかかる実施の形態2の接続方法を示すフロー図。 融着後の電気融着継手と樹脂管を示す断面構成図。 (a)~(d)ビードを形成するためのストッパ部の補填部分と間隙の体積関係を説明するための図。 (a)、(b)ビードの大きさ形状が不安定になることを説明するための図。 本開示にかかる実施の形態3における電気融着継手を示す断面構成図。 本開示にかかる実施の形態3における電気融着継手を製造する際に用いられる巻き線コアを示す正面図。 図26の巻き線コアに電熱線を配置した状態を示す図。 本開示にかかる実施の形態3における電気融着継手の製造方法を示すフロー図。 本開示にかかる実施の形態3における電気融着継手の製造の際に巻き線コアを金型内に挿入することを説明するための図。 本開示にかかる実施の形態3における電気融着継手の製造の際に巻き線コアを金型内に配置した状態を示す図。 (a)(b)電熱線の位置ズレによる温度に対する影響を説明するための図。 本開示にかかる実施の形態4における電機融着継手と電気融着継手に接続される樹脂管および樹脂管を示す外観図。 図32の電気融着継手を示す断面構成図。 図32の電気融着継手に樹脂管および樹脂管を挿入した状態を示す断面構成図。 図34の受口発熱部およびストッパ発熱部と第1コネクタ取付部および第2コネクタ取付部との接続関係を示す電気融着継手の模式図。 電気融着装置によって電気融着継手に通電を行っている状態を示す模式図。 図32の電気融着継手を用いた融着方法を説明するためのフロー図。 (a)、(b)本開示に係る実施の形態4の電気融着継手と樹脂管の接続方法のよる効果を説明するための図。 本開示にかかる実施の形態5における電機融着継手と電気融着継手に接続される樹脂管および樹脂管を示す外観図。 図39の電気融着継手を示す断面構成図。 図39の電気融着継手に樹脂管および樹脂管を挿入した状態を示す断面構成図。 ストッパ部における導線と樹脂の体積比を説明するための図。 本開示にかかる実施の形態の接続方法に用いられる治具を示す斜視図。 図43の治具に樹脂管、電気融着継手、および樹脂管を取り付けた状態を示す図。 図44の側面図。 本開示にかかる実施の形態5の接続方法を示すフロー図。 樹脂管の断面積を説明するための図。 融着後の電気融着継手と樹脂管を示す断面構成図。 (a)~(d)ビードを形成するためのストッパ部の補填部分と間隙の体積関係を説明するための図。 本開示にかかる実施の形態5の変形例の電気融着継手を示す断面図。 配管構造の引張試験を説明するための図。 (a)クレビスが発生した配管構造を示す断面図、(b)クレビスが発生した箇所にインキが滲み込んだ状態を示す断面図。 本開示にかかる実施の形態6の接続方法を示すフロー図。 本開示にかかる実施の形態7の電気融着継手を示す断面図。 図54の電気融着継手の融着の際における薄肉部分の盛り上がりを示す図。 (a)均一でない盛り上がりのビードを示す図、(b)均一な盛り上がりのビードを示す図。 本開示にかかる実施の形態7の変形例における電気融着継手を示す断面図。
 以下に、本開示にかかる実施の形態について図面を参照しながら説明する。
 (実施の形態1)
 本開示にかかる実施の形態1における電気融着継手1について説明する。
 (実施の形態1a)
 以下に、本実施の形態1aの電気融着継手1について説明する。
 <構成>
 (電気融着継手1の概要)
 図1は、本開示の実施の形態における電気融着継手1と、電気融着継手1によって接続される樹脂管11(熱可塑性樹脂を含む管の一例)と、樹脂管12(熱可塑性樹脂を含む管の一例)とを示す図である。図1は、配管構造100の分解図ともいえる。配管構造100は、例えば、電気融着継手1と、樹脂管11と、樹脂管12と、を有する。
 図に示すように、電気融着継手1は、樹脂管11および樹脂管12と融着され、樹脂管11と樹脂管12を接続する。
 樹脂管11、及び樹脂管12は、それぞれ熱可塑性樹脂で形成されている。
 樹脂管11及び樹脂管12には、内部に断面円形状の流路11f、12fが延びている。電気融着継手1には、内部に断面円形状の流路1fが延びている。樹脂管11と樹脂管12が電気融着継手1によって接続された状態では、樹脂管11と樹脂管12と電気融着継手1の各々の流路の軸線は、同一直線上に配置される。
 なお、電気融着継手1、樹脂管11、および樹脂管12の流路に対して、それぞれの軸線が延びる方向を軸線方向Aとする。また、電気融着継手1、樹脂管11、および樹脂管12において、それぞれの軸線に直交して近接・離間する方向を径方向Bとし、それぞれの軸線回りに回る方向を周方向Cとする。
 樹脂管11は軸線方向Aのうち電気融着継手1に対して矢印A1方向に相対移動して電気融着継手1に接続される。また、樹脂管12は軸線方向Aのうち電気融着継手1に対して矢印A2方向に相対移動して電気融着継手1に接続される。電気融着継手1に樹脂管11および樹脂管12が接続された状態が、配管構造100を構成する。
 図2は、電気融着継手1の断面構成を示す図である。
 電気融着継手1は、図1及び図2に示すように、本体部2と、第1発熱部3、4と、第2発熱部5と、コネクタ取付部6と、を有する。
 (本体部2)
 本体部2は、熱可塑性樹脂で形成されており、図2に示すように、筒状部21と、ストッパ部22と、を有する。筒状部21は、筒状であって、継手受口部23と、継手受口部24と、連設部25と、を有する。継手受口部23の内側には、樹脂管11が挿入される。継手受口部24の内側には、樹脂管12が挿入される。
 本体部2で用いられる熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、230℃未満の融点
に好ましい。
 図3は、電気融着継手1の継手受口部23の内側に樹脂管11を挿し込み、継手受口部24の内側に樹脂管12を挿し込んだ状態を示す断面構成図である。
 継手受口部23の内径は、樹脂管11の外径以上に形成されている。また、継手受口部24の内径は、樹脂管12の外径以上に形成されている。
 連設部25は、図2に示すように継手受口部23と継手受口部24に連なっており、継手受口部23と継手受口部24を接続する。連設部25は、継手受口部23と継手受口部24の間を繋ぐ部分であり、後述するストッパ部22が径方向Bの内側に設けられている。
 (ストッパ部22)
 ストッパ部22は、円環状部分である。ストッパ部22は、筒状部21の内面21aに周方向Cに沿って突条に全周にわたって形成されている。ストッパ部22も熱可塑性樹脂が含まれ、好ましくは筒状部21で用いられる熱可塑性樹脂と同一の樹脂で形成される。
ストッパ部22は、筒状部21の内面21aから径方向の内側に向かって突出するように形成されている。また、ストッパ部22は、筒状部21の連設部25の径方向Bの内側に配置されている。なお、ストッパ部22は、筒状部21と一つの部材として形成されてもよいし、筒状部21と別部材として形成されてもよい。
 ストッパ部22は、第1側面22aと、第2側面22bと、周面22cとを有する。周面22cは、ストッパ部22の径方向内側の端面である。
 第1側面22aは、筒状部21の内面21aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 第2側面22bは、筒状部21の内面21aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 周面22cは、第1側面22aの径方向内側の端と、第2側面22bの径方向内側の端を繋ぐ。周面22cは、筒状部21の内面21aと概ね平行に形成されている。
 継手受口部23の内側に樹脂管11が挿入されると、図3に示すように、ストッパ部22の第1側面22aに樹脂管11の管端11aが接触し、管端11aの挿入位置が規制される。なお、第1側面22aに管端11aが接触するとは、第1側面22aに管端11aが直接接触する場合と、管端11aが第2発熱部5の電熱線51(後述する)を介して第1側面22aに間接的に接触する場合を含む。
 継手受口部24の内側に樹脂管12が挿入されると、図3に示すように、ストッパ部22の第2側面22bに樹脂管12の管端12aが接触し、管端12aの挿入位置が規制される。なお、第2側面22bに管端12aが接触するとは、第2側面22bに管端12aが直接接触する場合と、管端12aが第2発熱部5の電熱線51(後述する)を介して第2側面22bに間接的に接触する場合を含む。
 なお、本実施の形態では、管端11aと第1側面22aの間および管端12aと第2側面22bの間(位置P参照)にクレビスが発生することが抑制される。
 (第1発熱部3、4)
 第1発熱部3、4は、継手受口部23、24に設けられている。
 第1発熱部3は、図2に示すように筒状部21の一方の端である継手受口部23において内面21aに埋め込まれた電熱線31を有している。
 電熱線31は、内面21aに沿って周方向に巻き回されるように配置されている。電熱線31は、内面21aの近傍に配置されている。なお、電熱線31は、一部が流路1f側に露出するように筒状部21に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 第1発熱部4は、図2に示すように筒状部21の他方の端である継手受口部24において内面21aに埋め込まれた電熱線41を有している。
 電熱線41は、内面21aに沿って周方向に巻き回されるように配置されている。電熱線41は、内面21aの近傍に配置されている。なお、電熱線41は、一部が流路1f側に露出するように筒状部21に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 電熱線31、41は、例えば導線と、絶縁皮膜と、を有してもよい。導線は、例えばニクロム線、鉄クロム2種線,鉄クロム1種線,ニッケルクロム線などを用いることができる。絶縁皮膜は、導線の周囲を覆うように設けられている。絶縁皮膜は、融点が230度以上である。これは、本実施の形態において熱可塑性樹脂が溶融する温度(例えばポリエチレンの場合、電熱線は220度まで加熱する)でも溶融しない温度に設定されている方が好ましい。絶縁皮膜は、例えばフッ素系樹脂またはイミド系樹脂で形成することができるが、ポリイミド系樹脂で形成する方がより好ましい。例えば、導線の厚みは0.1mm以上10mm以下に設定してもよい。
 第1発熱部3、4における電熱線31、41の配置について説明する。第1発熱部4は、第1発熱部3とストッパ部22を基準に左右対称に設けられているため、第1発熱部3を用いて説明する。
 第1発熱部3における電熱線密度は、後述する第2発熱部5における電熱線密度よりも小さくなるように電熱線31が配置されている。
 第1発熱部3では、電熱線31が接触するように2周巻き回し、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて電熱線31が接触するように2周巻き回すことが繰り返されている。本実施の形態では、電熱線31が8周巻き回されている。電熱線31が接触するように2周巻き回されている部分を発熱部分3aとする。第1発熱部3は、複数の発熱部分3aを有しており、発熱部分3aは、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて配置されているといえる。
 また、電熱線31が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さをLとすると、断面図2において本実施の形態では長さLに8本分の電熱線31が配置されていることなる。なお、長さLは、軸線方向Aに沿った第1発熱部3の長さ、または軸線方向Aに沿った電熱線31の長さともいえる。
 ここで、電熱線31の外径を1mmとし、所定間隔Dを5mmとすると、L=23mmに8本分の電熱線が存在することから第1発熱部3における電熱線密度は、8(本)/23(mm)≒0.35(本/mm)となる。
 このように、電熱線密度は、単位長さ(例えば1mm)あたりの電熱線の本数として定義される。電熱線密度は、電熱線31が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さLに配置されている電熱線31の本数を、その長さLで割った値として求めることができる。
 なお、第1発熱部4も第1発熱部3と同様に、23mmの長さに8本の電熱線41が配置されているため、電熱線密度は8(本)/23(mm)≒0.35(本/mm)に設定されている。また、電熱線41が接触するように2周巻き回されている部分を発熱部分4aとする。第1発熱部4は、複数の発熱部分4aを有しており、発熱部分4aは、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて配置されているといえる。
 (第2発熱部5)
 第2発熱部5は、ストッパ部22に設けられている。第2発熱部5は、電熱線51を有している。電熱線51は、軸線方向Aに沿って周方向Cに巻き回されるようにストッパ部22に設けられている。電熱線51は、本実施の形態では、ストッパ部22にたとえば3周巻き回されている。本実施の形態の第2発熱部5では、隣り合う電熱線51は全て接触している。
 電熱線51は、電熱線31、41と同様の構成である。
 第2発熱部5では、電熱線51が接触するように3周巻き回されている。このため、電熱線51が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さ(第2発熱部5の長さともいえる)Lには、3本分の電熱線51が配置されている。
 第2発熱部5における巻き回された電熱線51の径は、第1発熱部3、4における巻き回された電熱線31、41の径よりも小さく設定されている。
 また、第2発熱部5における巻き回された電熱線51の径は、電熱線51の位置が差し込まれる樹脂管11、12の管壁厚みの間に納まるように設定されている。
 上述のように、電熱線の直径を1mmとすると、第2発熱部5における電熱線密度は、3(本)/3(mm)=1(本/mm)に設定されている。
 上述したように第1発熱部3、4における電熱線密度は、約0.35であるため、本実施の形態では第1発熱部3、4における電熱線密度は、第2発熱部5における電熱線密度よりも小さく設定されている。
 ストッパ部22において電熱線51を3周巻き回すことの作用について以下に説明する。
 例えば、ストッパ部に配置されている電熱線が軸A方向に1本の場合、射出中に樹脂で押されて巻き線の位置がずれる可能性があり、その場合クレビスの発生につながるおそれがある。また、一本の巻き線を円状に巻き回すと巻き線の合流部が生じることになるが、合流部を固定しても巻き線の合流部には隙間が形成されるため、他の部分よりも加熱し難くクレビスに繋がり安定した接合が行い難い場合がある。更に、ストッパ部が周方向に長く軸方向に長いため、押し圧を強力にする必要があり、樹脂量が過剰で流路を妨害するようなビードが形成されるおそれがある。
 また、ストッパ部に配置されている電熱線が軸A方向に2本の場合、巻き線の合流部が生じるが、押し潰すことによって隙間の目立たなくなり1本の場合よりは安定する。ただし、電熱線を2本配置したストッパ部では合流部の隙間を埋めるためには樹脂量が足りないおそれがある。これは、ストッパ部では電熱線を隙間なく埋めることで樹脂の射出中の電熱線の位置のずれを防ぎたいので、巻き線の高さ×幅×本数分のストッパ寸法に設定されているためである。
 対して、本実施の形態のように、軸A方向においてストッパ部22に電熱線51を3本配置することによって、合流部の隙間を埋めるために必要な樹脂量を供給でき、且つ2本の場合よりも電熱線の数が多いため、樹脂が溶融しやすい。また、電熱線51の合流部が2か所できるが、その間に電熱線が1周巻かれており、2本配置した場合と比較して合流部の影響が小さくなる。
 なお、上述した第1発熱部3、4における電熱線密度は図2に示す構成に限られるものではない。異なる例について、以下の実施の形態1b、1cに述べる。
 (コネクタ取付部6)
 コネクタ取付部6は、図2に示すように、2本のピン61を有する。2本のピン61は、筒状部21の外面21dから径方向の外側に向かって突出するように設けられている。2本のピン61のうち一方のピン61は、図2に示すように、筒状部21の端21bの近傍に配置され、他方のピン61は端21cの近傍に配置されている。2本のピン61は、図示していないが、第1発熱部3、4、5の電熱線31、41、51と接続されている。ピン61に、電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が行われると、電熱線31、41、51が発熱する。
 <融着方法>
 次に、本開示にかかる実施の形態の融着方法を説明する。なお、図4は、本実施の形態の融着方法を説明するためのフロー図である。
 はじめに、ステップS1において、ストッパ部22によって樹脂管11の管端11aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手1の継手受口部23の内側に樹脂管11が挿入される。
 また、ストッパ部22によって樹脂管12の管端12aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手1の継手受口部24の内側に樹脂管12が挿入される。電気融着継手1に樹脂管11および樹脂管12が差し込まれた状態が図3に示されている。
 次に、ステップS2において、管端11aをストッパ部22の第1側面22aに押し付けるように樹脂管11がストッパ部22の方向(図3に示す矢印A1方向)に加圧される。また、管端12aをストッパ部22の第2側面22bに押し付けるように、樹脂管12がストッパ部22の方向(図3に示す矢印A2方向)に加圧される。
 ここで、加圧に用いられる冶具について説明する。図5は、冶具200を示す図である。図6は、樹脂管11、電気融着継手1、および樹脂管12を冶具200に取り付けた状態を示す図である。
 冶具200は、第1クランプ部210と、第2クランプ部220と、3つのガイド部材230と、加圧ネジ部材240とを有する。
 第1クランプ部210は、第1半環状部211と、第2半環状部212と、ヒンジ部213と、締結部214と、位置固定部215と、を有する。
 第1半環状部211と第2半環状部212は、概ね円環の半分の形状であり、樹脂管11の外周を挟み込むことができる。第1半環状部211は、周方向にガイド支持部211bと、ネジ部211cを有する。ガイド支持部211bには、貫通孔が形成されており、棒状のガイド部材230が挿通されている。
 第2半環状部212は、周方向に2つのガイド支持部212b、212cを有する。ガイド支持部212bおよびガイド支持部212cの各々には、貫通孔が形成されており、棒状のガイド部材230が挿通されている。
 ヒンジ部213は、第1半環状部211と第2半環状部212の周方向の端同士を回動可能に連結する。ヒンジ部213を中心に、第1半環状部211と第2半環状部212の間を開いた状態で、樹脂管11が第1半環状部211と第2半環状部212の間に配置される。
 締結部214は、例えばネジであって、第1半環状部211と第2半環状部212のヒンジ部213とは反対側の周方向の端に設けられている。第1半環状部211のヒンジ部213とは反対側の周方向の端は、外側に向かって突出しており、その突出部211aには貫通孔が形成されている。また、第2半環状部212のヒンジ部213とは反対側の周方向の端は、外側に向かって突出しており、その突出部212aには貫通孔が形成されている。
 第1半環状部211と第2半環状部212が閉じられた状態において、2つの貫通孔は対向しており、ネジである締結部214が挿入されている。突出部212aの貫通孔の内周面にはネジ形状が形成されており、突出部211aの貫通孔にはネジ形状が形成されていない。締結部214は、突出部211aの貫通孔を挿通し、突出部212aの貫通孔に螺合している。
 これにより、締結部214を回転させることによって、締結部214のヘッドによって、突出部211aが突出部212aに押し付けられ、樹脂管11を第1クランプ部210によって挟持することができる。なお、締結部214は、ネジに限らず、例えばボルトとナットなどであってもよく、第1半環状部211と第2半環状部212を締め付けることができさえすれば構成が限定されるものではない。
 位置固定部215は、ネジ部材であり、ガイド支持部211bに設けられている。詳細には、ガイド支持部211bには、ガイド部材230が挿入されている貫通孔に向かってネジ孔が形成されており、そのネジ孔に位置固定部215が挿入されている。
 位置固定部215を締めると、位置固定部215の先端が、ガイド部材230に接触するため、第1クランプ部210のガイド部材230に対する位置が固定される。
 第2クランプ部220は、第1半環状部221と、第2半環状部222と、ヒンジ部223と、締結部224と、を有する。
 第1半環状部221は、第1半環状部211と同様の形状であり、突出部221a、ガイド支持部221bと、ネジ部221cを有する。ガイド支持部221bには、ガイド支持部211bと異なり、ガイド部材230が固定されている。
 また、第2半環状部222は、第2半環状部212と同様の形状であり、突出部222aと、ガイド支持部222bと、ガイド支持部222cと、を有する。ガイド支持部222b、222cには、ガイド支持部212b、212cと異なり、ガイド部材230が固定されている。
 ヒンジ部223は、ヒンジ部213と同様であり、第1半環状部221と第2半環状部222の周方向の端同士を回動可能に連結する。締結部224は、締結部214と同様であり、突出部221aと突出部222aに設けられている。
 ガイド部材230は、ガイド支持部211bを挿通して、ガイド支持部221bに固定されている。ガイド部材230は、ガイド支持部212bを挿通して、ガイド支持部222bに固定されている。ガイド部材230は、ガイド支持部212cを挿通して、ガイド支持部222cに固定されている。
 加圧ネジ部材240は、ボールネジであり、ネジ部211cとネジ部221cに挿通されている。ネジ部211c、ネジ部221cには、加圧ネジ部材240が挿通するネジ孔が形成されており、ネジ部211cとネジ部221cでは、ネジ孔が逆に形成されている。すなわち、加圧ネジ部材240を回転させると、第1クランプ部210と第2クランプ部220は、ガイド部材230に沿って、互いに接近または離間する。
 図6に示すように、樹脂管11を第1クランプ部210によって挟み込んで固定し、樹脂管12を第2クランプ部220によって挟み込んで固定し、その後、加圧ネジ部材240を回転させることによって、第1クランプ部210と第2クランプ部220を互いに接近させる(矢印A1、A2参照)。
 これによって、樹脂管11の管端11aをストッパ部22の第1側面22aに押し付け、樹脂管12の管端12aをストッパ部22の第2側面22bに押し付けるように、樹脂管11および樹脂管12を加圧することができる。
 また、加圧した状態で位置固定部215を締め付けることによって、第1クランプ部210と第2クランプ部220による加圧状態を保持することができる。
 次に、ステップS3において、加圧された状態において、コネクタ取付部6の2本のピン61に電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が所定時間行われる。なお、通電しながら、加圧ネジ部材240を回転させて樹脂管11と樹脂管12を電気融着継手1に押し込んでもよい。通電時の電熱線温度は本体部2を溶融させ得る温度であればよく、ポリオレフィンの場合は220度以下が好ましい。
 図7は、樹脂管11、電気融着継手1および樹脂管12が溶融して接続された状態を示す図である。図7に示すように、ストッパ部22が溶融し、樹脂管11、12よって押されて狭まり、樹脂管11と樹脂管12の間を埋めて、ビードRが形成される。
 この通電によって電熱線31、41、51が発熱する。ここで、第1発熱部3、4における電熱線密度を第2発熱部5における電熱線密度よりも小さくすることにより、樹脂管11、12を継手受口部23、24に差し込んでストッパ部22に押し当てつつ加熱するときに、樹脂管11、12の管端11a、12aの面とストッパ部22の間の方が、樹脂管11、12の外周面と継手受口部23、24の内周面の間よりも先に融着されるため、継ぎ目を埋めることができ、クレビスが生じることを抑制できる。
 また、継手受口部23、24における電熱線密度を小さくすることにより、樹脂管11、12を熱しすぎないため、樹脂管11、12の内面における凸部(ももしわ)の発生を抑制することができる。
 また、電気融着継手1では、第2発熱部5における電熱線51の巻き数が、発熱部分3aの巻き数よりも多く構成されている。また、第2発熱部5における電熱線51の巻き数が、発熱部分4aの巻き数よりも多く構成されている。
 第1発熱部3、4の電熱線31、41と、第2発熱部5の電熱線51が同じ線径・材質である場合、巻き数が多いほど、通電時に温度が上がり易くなる。仮に、第2発熱部5の電熱線51の巻き数の方が、第1発熱部3、4の電熱線31、41の巻き数よりも少ない場合、第1発熱部3、4における発熱が、第2発熱部5における発熱よりも大きいため、樹脂管11、12の側面が先に加熱され膨張する。これにより、第1発熱部3、4の部分によって樹脂管11、12が拘束され、管端11a、12aをストッパ部22に押し付けるために樹脂管11、12を押し込む(矢印A1、A2参照)には大きな力が必要となり、大きく重い治具が必要であり、コストがかかる。
 対して、本実施の形態のように、第2発熱部5における電熱線51の巻き数が、発熱部分3a、4aの巻き数よりも多く構成することによって、第2発熱部5における発熱が、第2発熱部5に最も近い発熱部分3a、4aにおける発熱よりも大きくなる。これにより、樹脂管11、12の側面の加熱膨張によって樹脂管11、12が電気融着継手1に拘束されるより前に第2発熱部5による溶融によって管端11a、12aをストッパ部22に押し付けることができるため、小さな押し込み力で融着することができる。
 なお、ストッパ部22と樹脂管11、12の管端11a、12aの間の継ぎ目の箇所において、融着後バリのように樹脂がはみ出る形状となることは許容され、ストッパ部22の内周面と樹脂管11、12の内周面が面一でなくてもよい。
 (実施の形態1b)
 次に、本開示にかかる実施の形態1bの電気融着継手101について説明する。
 本実施の形態1bの電気融着継手101は、実施の形態1aの電気融着継手1と第1発熱部3、4における電熱線密度が異なっている。
 図8は、本実施の形態1bの電気融着継手101を示す断面構成図である。図8に示す電気融着継手101には、実施の形態1aの第1発熱部3とは電熱線31の巻き回し方が異なる第1発熱部103と、実施の形態1aの第1発熱部4とは電熱線41の巻き回し方が異なる第1発熱部104が設けられている。
 第1発熱部103と第1発熱部104は、ストッパ部22を基準に左右対称の構成であるため、第1発熱部103を例に挙げて説明する。
 第1発熱部103における電熱線密度は、第2発熱部5における電熱線密度よりも小さくなるように電熱線31が配置されている。
 第1発熱部103では、電熱線31を1周巻き回し、所定間隔Dを空けて電熱線31を1周巻き回し、所定間隔Dを空けて電熱線31を1周巻き回すことが繰り返されている。本実施の形態では、電熱線31が8回巻き回されている。電熱線31が1周巻き回されている部分を発熱部分103aとする。第1発熱部103は、複数の発熱部分103aを有しており、発熱部分103aは、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて配置されているといえる。
 また、電熱線31が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さをLとすると、本実施の形態では、長さLに8本分の電熱線31が配置されていることなる。なお、長さLは、軸線方向Aに沿った第1発熱部103の長さ、または軸線方向Aに沿った電熱線31の長さともいえる。
 ここで、電熱線31の外径を1mmとし、所定間隔Dを1mmとすると、L=15mmに8本分の電熱線が存在することから第1発熱部103における電熱線密度は、8/15≒0.53(本/mm)に設定されている。
 なお、第1発熱部104も第1発熱部103と同様に、15mmの長さに8本の電熱線41が配置されているため、電熱線密度は、8/15≒0.53(本/mm)に設定されている。電熱線41が1周巻き回されている部分を発熱部分104aとする。第1発熱部104は、複数の発熱部分104aを有しており、発熱部分104aは、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて配置されているといえる。
 本実施の形態においても第2発熱部5の電熱線密度は実施の形態1aと同様に1である。そのため、第1発熱部103、104における電熱線密度は、第2発熱部5における電熱線密度よりも小さく設定されている。
 (実施の形態1c)
 次に、本開示にかかる実施の形態1cの電気融着継手201について説明する。
 本実施の形態1cの電気融着継手201は、実施の形態1aの電気融着継手1と第1発熱部3、4における電熱線密度が異なっている。
 図9は、本実施の形態1cの電気融着継手201を示す断面構成図である。図9に示す電気融着継手201には、実施の形態1aの第1発熱部3とは電熱線31の巻き回し方が異なる発熱部203と、実施の形態1aの第1発熱部4とは電熱線41の巻き回し方が異なる発熱部204が設けられている。
 発熱部203と発熱部204は、ストッパ部22を基準に左右対称の構成であるため、発熱部203を例に挙げて説明する。
 発熱部203における電熱線密度は、第2発熱部5における電熱線密度よりも小さくなるように電熱線31が配置されている。
 発熱部203では、電熱線31が接触するように3周巻き回し、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて電熱線31が接触するように3周巻き回すことが繰り返されている。本実施の形態では、電熱線31が9周巻き回されている。電熱線31が3周巻き回されている部分を発熱部分203aとする。第1発熱部203は、複数の発熱部分203aを有しており、発熱部分203aは、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて配置されているといえる。
 また、電熱線31が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さをLとすると、本実施の形態では、長さLに9本分の電熱線31が配置されていることなる。なお、長さLは、軸線方向Aに沿った第1発熱部203の長さ、または軸線方向Aに沿った電熱線31の長さともいえる。
 ここで、電熱線31の外径を1mmとし、所定間隔Dを3mmとすると、L=15mmに9本分の電熱線が存在することから発熱部203における電熱線密度は、9(本)/15(mm)=0.6(本/mm)となる。
 なお、発熱部204も発熱部203と同様に、15mmの長さに9本の電熱線41が配置されているため、電熱線密度は、9(本)/15(mm)=0.6(本/mm)に設定されている。電熱線41が3周巻き回されている部分を発熱部分204aとする。第1発熱部204は、複数の発熱部分204aを有しており、発熱部分204aは、軸線方向Aに沿って所定間隔Dを空けて配置されているといえる。
 本実施の形態においても、第2発熱部5の電熱線密度は実施の形態1aと同様に1である。そのため、発熱部203、204における電熱線密度は、第2発熱部5における電熱線密度よりも小さく設定されている。
 本実施の形態1cの電気融着継手201では、第2発熱部5における電熱線51の巻き数が、第1発熱部203、204の発熱部分203a、204aの巻き数と同じになるよう構成されている。
 本実施の形態1cでは、第1発熱部203、204の発熱部分203a、204aの電熱線31、41の巻き数と、第2発熱部5の電熱線51の巻き数が同じであるため、発熱部分203a、204aと第2発熱部5が同時に温度上昇し、少なくとも発熱部分203a、204aの方が第2発熱部5よりも早く温度が上昇しないため、管端11a、12aをストッパ部22に押し付ける際に、大きな押し込み力が必要なく、融着が行い易い。なお、押し込みやすさを考慮した場合、発熱部分203a、204aの電熱線31、41の巻き数が、第2発熱部5の電熱線51の巻き数よりも少ない方が好ましい。
 (実施の形態1d)
 次に、本開示にかかる実施の形態1dの電気融着継手301について説明する。
 本実施の形態1dの電気融着継手301は、実施の形態1aの電気融着継手1に空気穴371、372が設けられている。
 図10は、本実施の形態1dの電気融着継手301を示す断面図である。
 空気穴371(貫通孔の一例)は、軸線方向Aにおける第2発熱部5と第1発熱部3の間であって、本体部2の内面21aから外面21dまで貫通して形成されている。空気穴371は、ストッパ部22とストッパ部22の隣(ストッパ部22に最も近い)に配置されている発熱部分3aとの間に配置されている。空気穴371は、周方向に複数形成されていてもよいが、1つのみ形成されていてもよい。
 空気穴372(貫通孔の一例)は、軸線方向Aにおける第2発熱部5と第1発熱部4の間であって、本体部2の内面21aから外面21dまで貫通して形成されている。空気穴372は、ストッパ部22とストッパ部22の隣(ストッパ部22に最も近い)に配置されている発熱部分4aとの間に配置されている。空気穴372は、周方向に複数形成されていてもよいが、1つのみ形成されていてもよい。
 空気穴371、372の効果について、図11(a)~図11(c)を用いて説明する。図11(a)は、空気穴371が形成されていない電気融着継手11000に樹脂管11を挿入した状態を示す図である。ストッパ部22の第2発熱部5と継手受口部23の第1発熱部4の間の部分(コールドゾーン)において、電気融着継手1000の内面と樹脂管11の外面のクリアランス(図中にてEで示す)内に空気が存在する。融着を開始すると、第2発熱部5が設けられているストッパ部22と樹脂管11の管端11aの間の融着(図中にて融着部分をP2で示す)と、継手受口部23の第1発熱部3が設けられている部分の内面と樹脂管11の外面の融着(図中にて融着部分をP1で示す)が同時に進行するため、クリアランスE内の空気が双方の融着部分P1、P2で間に閉じ込められた状態で熱により膨張し、ビードRが噴出することがある。また、図11(b)に示すように、クリアランスE内の空気の逃げ場がなくビードRの内側にも空気αが入り込むことがある。この場合、空気αがさらに膨張し、図11(c)に示すように空気αが破裂するとくぼみが発生する。ビードRの噴出や、窪みが発生すると、流体が滞留しやすくなるため好ましくない。
 対して、本実施の形態1dの電気融着継手301のように、空気穴371、372を形成することによって、融着部分P1と融着部分P2の間の空気が空気穴3871、372より出ていくため、ビードRの噴出を抑え、くぼみの発生も抑制することができる。
 <他の実施の形態>
 以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 (A)
 上記実施の形態では、第2発熱部5の電熱線51は全てが接触しているが、全部または一部が接触していなくてもよい。
 (B)
 上記実施の形態では、軸線方向Aに沿って視た場合、ストッパ部22の外径は円形状であるが、円に限らなくても良く、多角形状であってもよい。
 (C)
 上記実施の形態では、第1発熱部3、103、203と第1発熱部4、104、204は、ストッパ部22を挟んで左右対称に設けられているが、これに限らなくてもよい。例えば、ストッパ部22を挟んで一方の継手受口部23に発熱部3が設けられ、他方の継手受口部24に発熱部104が設けられていてもよい。
 (D)
 上記実施の形態では、電気融着継手1、101、201の流路はいずれも直線状に形成されているが、流路が曲がっているエルボ継手であってもよい。
 (E)
 上記実施の形態1a~1dでは、第1発熱部3、4、103、104、203、204および第2発熱部5の電熱線31、41、51に同じものを使用しているため、すべての電熱線31、41、51に絶縁皮膜が設けられているが、これに限らなくてもよい。しかしながら、少なくとも電熱線51に絶縁皮膜が設けられているほうが好ましい。これは、樹脂管11および樹脂管12によって加圧される場合があり、電熱線51同士が接触しやすいためである。
 (F)
 上記実施の形態1a~1dでは、樹脂管11の管端11aと樹脂管12の管端12aをストッパ部22に押圧しているが、押圧しなくてもよい。ただし、クレビスの発生を抑制するためには、押圧する方が好ましく、施工時間を短くすることもできる。
 (G)
 上記実施の形態1a、1cでは、第1発熱部3において同じ巻き数(2周、3周)ずつ接触しているが、第1発熱部3において接触している巻き数が異なっていてもよい。第1発熱部4、203、204も同様である。
 (実施例)
 次に、上記実施の形態について実施例を用いて詳しく説明する。
 (実施例1)
 本実施例1では、上述した実施の形態1aの電気融着継手1が用いられた。樹脂管11および樹脂管12は、25A管であって、肉厚2.9mmのポリエチレン管が用いられた。これら25Aのポリエチレン管を本実施例1の電気融着継手1に挿入し、その後、ポリエチレン管をストッパ部22の方向に押圧しつつ、第1発熱部3、4、5に通電し、ポリエチレン管と電気融着継手の融着が行われた。
 なお、本実施例1では、上記実施の形態1aで一例として述べたように、図2に示す電熱線31、41の外径を1mmとし、間隔Dが5mmに設定されている。このため、長さLが23mmとなり、第1発熱部3、4における電熱線密度は8(本)/23(mm)≒0.35(本/mm)となる。
 また、第2発熱部5における電熱線密度は、3(本)/3(mm)=1(本/mm)となる。
 融着後のポリエチレン管(樹脂管11および樹脂管12)及び継手(電気融着継手1)を円筒方向に2分割し、目視観察によって、クレビスの評価を行った。クレビスの評価としては、ポリエチレン管2本の接点部(図2においてPで示す位置)に内周円状にビードが形成されているものを○、一部未形成箇所があるものを△、形成されていないものを×とした。
 また、第1発熱部3、4に接しているポリエチレン管の内周面(継手受口部23及び継手受口部24の内周面)に、ももしわは生じているか否かの評価を行った。ももしわの評価としては、ひけ、しわ等の凹凸面が目視観察され、許容できない大きさのものをももしわ有として×、ひけ、しわ等の凹凸面が目視観察されたが、許容可能な大きさのものを許容可能なももしわ有として△、観察できなかったものをももしわ無として〇と評価した。
その結果を以下の(表1)に示す。
 (表1)に示すように、本実施例1の構成では、ももしわが観察されず、クレビスも観察されなかった。
 (実施例2)
 本実施例2では、上述した実施の形態1bの電気融着継手101が用いられた。樹脂管11および樹脂管12は、25A管であって、肉厚2.9mmのポリエチレン管が用いられた。これら25Aのポリエチレン管を本実施例2の電気融着継手101に挿入し、その後、ポリエチレン管をストッパ部22の方向に押圧しつつ、第1発熱部103、104、5に通電し、ポリエチレン管と電気融着継手の融着が行われた。
 なお、本実施例2では、上記実施の形態1bで一例として述べたように、図8に示す電熱線31、41の外径を1mmとし、間隔Dが1mmに設定されている。このため、長さLが15mmとなり、第1発熱部103、104における電熱線密度は8(本)/15(mm)≒0.53(本/mm)となる。
 また、第2発熱部5における電熱線密度は、3(本)/3(mm)=1(本/mm)となる。
 ポリエチレン管と電気融着継手101の融着後に、実施例1と同様の目視観察を行った。その結果を(表1)に示す。
 (表1)に示すように、実施例2の電気融着継手101では、ももしわが観察されず、クレビスも観察されなかった。
 (実施例3)
 本実施例3では、上述した実施の形態1cの電気融着継手201が用いられた。樹脂管11および樹脂管12は、25A管であって、肉厚2.9mmのポリエチレン管が用いられた。これら25Aのポリエチレン管を本実施例3の電気融着継手201に挿入し、その後、ポリエチレン管をストッパ部22の方向に押圧しつつ、発熱部203、204、5に通電し、ポリエチレン管と電気融着継手の融着が行われた。
 なお、本実施例3では、上記実施の形態1cで一例として述べたように、図9に示す電熱線31、41の外径を1mmとし、間隔Dが3mmに設定されている。このため、長さLが15mmとなり、第1発熱部103、104における電熱線密度は9(本)/15(mm)=0.6(本/mm)となる。
 また、第2発熱部5における電熱線密度は、3(本)/3(mm)=1(本/mm)となる。
 ポリエチレン管と電気融着継手201の融着後に、実施例1と同様の目視観察を行った。その結果を(表1)に示す。
 (表1)に示すように、実施例3では、一部にビードの未形成箇所があり、許容可能な程度のももしわが観察された。
 (比較例1)
 比較例1の電気融着継手11001は、図12に示すように、第1発熱部11003において全ての電熱線31が接触するように8回巻き回されている。また、第1発熱部11004において全ての電熱線41が接触するように8回巻き回されている。それ以外の構成は、実施例1と同様の構成である。電熱線31、41、51の外径を1mmとすると、L=8mmに対し、8本の電熱線が存在することから電熱線密度は1(本/mm)となる。この場合、8回巻き回された電熱線が、第1発熱部11003、11004の発熱部分の一例となり、発熱部分の電熱線の巻き数は、第2発熱部5の電熱線51の巻き数よりも多くなっている。
 このような比較例1の電気融着継手11001を用いて、ももしわとクレビスの評価を行った。その結果を表1に示す。
 比較例1では、ビードが形成されておらずクレビスが観察され、許容できない大きさのひけ、しわ等の凹凸面が目視観察され、ももしわが存在した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記実施例1~3および比較例1に示すように、第1発熱部における電熱線密度が、第2発熱部の電熱線密度よりも小さい場合に、クレビスおよびももしわの評価が良好であることがわかる。
 また、実施例3から実施例2で評価がさらに良くなっていることから、第1発熱部における電熱線密度が、第2発熱部における電熱線密度の0.55倍以下であるほうがより好ましいことがわかる。
 (実施例4)
 実施の形態1aの電気融着継手1と、樹脂管11、12を融着させた。
 なお、治具に関しては、後述する実施の形態2の治具を用いて、通電による加熱の開始と同時に加圧を行った。
 (実施例5)
 実施の形態1dの電気融着継手301と、樹脂管11、12を融着させた
 なお、治具に関しては、後述する実施の形態2の治具を用いて、通電による加熱の開始と同時に加圧を行った。
 以下の(表2)に示すように、空気穴371、372が形成されていない実施例4の電気融着継手では、許容範囲内ではあるが、ビードの噴出が発生したり、ビードにくぼみが生じる場合があった。実施例5の電気融着継手は、ビードの噴出の発生およびビードのくぼみが抑制することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 (実施の形態2)
 以下に、本開示にかかる実施の形態2について図面を参照しながら説明する。
 <構成>
 (配管構造1100の概要)
 図13は、本開示の実施の形態における電気融着継手1001と、電気融着継手1001によって接続される樹脂管1011(熱可塑性樹脂を含む管の一例)と、樹脂管1012(熱可塑性樹脂を含む管の一例)とを示す図である。図13は、配管構造1100の分解図ともいえる。配管構造1100は、例えば、電気融着継手1001と、樹脂管1011と、樹脂管1012と、を有する。
 図に示すように、電気融着継手1001は、樹脂管1011および樹脂管1012と融着され、樹脂管1011と樹脂管1012を接続する。
 樹脂管1011、及び樹脂管1012は、それぞれ熱可塑性樹脂で形成されている。具体的には、樹脂管1011、及び樹脂管1012は、ポリエチレンなどのポリオレフィンからなる。
 樹脂管1011及び樹脂管1012には、内部に断面円形状の流路1011f、1012fが延びている。電気融着継手1001には、内部に断面円形状の流路1001fが延びている。樹脂管1011と樹脂管1012が電気融着継手1001によって接続された状態では、樹脂管1011と樹脂管1012と電気融着継手1001の各々の流路の軸線は、同一直線上に配置される。
 なお、電気融着継手1001、樹脂管1011、および樹脂管1012の流路に対して、それぞれの軸線が延びる方向を軸線方向Aとする。また、電気融着継手1001、樹脂管1011、および樹脂管1012において、それぞれの軸線に直交して近接・離間する方向を径方向Bとし、それぞれの軸線回りに回る方向を周方向Cとする。
 樹脂管1011は軸線方向Aのうち電気融着継手1001に対して矢印A1方向に相対移動して電気融着継手1001に接続される。また、樹脂管1012は軸線方向Aのうち電気融着継手1001に対して矢印A2方向に相対移動して電気融着継手1001に接続される。電気融着継手1001に樹脂管1011および樹脂管1012が融着して接続された状態が、配管構造1100を構成する。
 (電気融着継手1001)
 図14は、電気融着継手1001の断面構成を示す図である。
 電気融着継手1001は、図13及び図14に示すように、本体部1002と、第1発熱部1003、1004と、第2発熱部1005と、コネクタ取付部1006と、を有する。
 (本体部1002)
 本体部1002は、熱可塑性樹脂で形成されており、図14に示すように、筒状部1021と、ストッパ部1022と、を有する。筒状部1021は、筒状であって、継手受口部1023と、継手受口部1024と、連設部1025と、を有する。継手受口部1023の内側には、樹脂管1011が挿入される。継手受口部1024の内側には、樹脂管1012が挿入される。
 本体部1002で用いられる熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、230℃未満の融点のものが好ましい。
 図15は、電気融着継手1001の継手受口部1023の内側に樹脂管1011を挿し込み、継手受口部1024の内側に樹脂管1012を挿し込んだ状態を示す断面構成図である。
 継手受口部1023の内径は、樹脂管1011の外径以上に形成されている。また、継手受口部1024の内径は、樹脂管1012の外径以上に形成されている。なお、樹脂管1011の外径が継手受口部1023の内径よりも大きい場合には、スクレーパ等で樹脂管1011の外周を削ることによって樹脂管1011を継手受口部1023に挿入することができる。また、樹脂管1012の外径が継手受口部1024の内径よりも大きい場合には、スクレーパ等で樹脂管1012の外周を削ることによって樹脂管1012を継手受口部1023に挿入することができる。
 連設部1025は、図14に示すように継手受口部1023と継手受口部1024に連なっており、継手受口部1023と継手受口部1024を接続する。連設部1025は、継手受口部1023と継手受口部1024の間を繋ぐ部分であり、後述するストッパ部1022が径方向Bの内側に設けられている。
 (ストッパ部1022)
 ストッパ部1022は、円環状部分である。ストッパ部1022は、筒状部1021の内面1021aに周方向Cに沿って突条に全周にわたって形成されている。ストッパ部1022も熱可塑性樹脂が含まれ、好ましくは筒状部1021で用いられる熱可塑性樹脂と同一の樹脂で形成される。
 ストッパ部1022は、筒状部1021の内面1021aから径方向の内側に向かって突出するように形成されている。また、ストッパ部1022は、筒状部1021の連設部1025の径方向Bの内側に配置されている。なお、ストッパ部1022は、筒状部1021と一つの部材として形成されてもよいし、筒状部1021と別部材として形成されてもよい。
 ストッパ部1022は、第1側面1022aと、第2側面1022bと、周面1022cとを有する。周面1022cは、ストッパ部1022の径方向内側の端面である。
 第1側面1022aは、筒状部1021の内面1021aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 第2側面1022bは、筒状部1021の内面1021aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 周面1022cは、第1側面1022aの径方向内側の端と、第2側面1022bの径方向内側の端を繋ぐ。周面1022cは、筒状部1021の内面1021aと概ね平行に形成されている。
 継手受口部1023の内側に樹脂管1011が挿入されると、図15に示すように、ストッパ部1022の第1側面1022aに樹脂管1011の管端1011aが接触し、管端1011aの挿入位置が規制される。なお、第1側面1022aに管端1011aが接触するとは、第1側面1022aに管端1011aが直接接触する場合と、管端1011aが第2発熱部1005の電熱線1051(後述する)を介して第1側面1022aに間接的に接触する場合を含む。
 継手受口部1024の内側に樹脂管1012が挿入されると、図15に示すように、ストッパ部1022の第2側面1022bに樹脂管1012の管端1012aが接触し、管端1012aの挿入位置が規制される。なお、第2側面1022bに管端1012aが接触するとは、第2側面1022bに管端1012aが直接接触する場合と、管端1012aが第2発熱部1005の電熱線1051(後述する)を介して第2側面1022bに間接的に接触する場合を含む。
 なお、本実施の形態では、管端1011aと第1側面1022aの間および管端1012aと第2側面1022bの間にクレビスが発生することが抑制される。
 (第1発熱部1003、1004)
 第1発熱部1003、1004は、継手受口部1023、1024に設けられている。
 第1発熱部1003は、図14に示すように筒状部1021の一方の端である継手受口部1023において内面1021aに埋め込まれた電熱線1031を有している。
 電熱線1031は、内面1021aに沿って周方向に2周巻き回されるように配置されている。電熱線1031は、内面1021aの近傍に配置されている。なお、電熱線1031は、一部が流路1001f側に露出するように筒状部1021に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 第1発熱部1004は、図14に示すように筒状部1021の他方の端である継手受口部1024において内面1021aに埋め込まれた電熱線1041を有している。
 電熱線1041は、内面1021aに沿って周方向に2周巻き回されるように配置されている。電熱線1041は、内面1021aの近傍に配置されている。なお、電熱線1041は、一部が流路1001f側に露出するように筒状部1021に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 電熱線1031は、例えば導線1031aと、絶縁皮膜1031bを有していてもよい。電熱線1041は、例えば導線1041aと、絶縁皮膜1041bを有していてもよい。導線1031a、1041aは、例えばニクロム線、鉄クロム2種線,鉄クロム1種線,ニッケルクロム線などを用いることができる。導線1031a、1041aは、例えばニクロム線、鉄クロム2種線,鉄クロム1種線,ニッケルクロム線などを用いることができる。導線1031a、1041aの線径は、例えば、φ0.3~0.8mmに設定することができる。φ0.3mm未満の場合、巻き線時の張力で伸長し抵抗値が不安定になるおそれがある。また、導線1031a、1041aの単位長さの抵抗値は、線径に応じて2~21Ω/m程度である。
 絶縁皮膜1031b、1041bは、導線の周囲を覆うように設けられている。絶縁皮膜1031b、1041bは、融点が230度以上である。これは、本実施の形態において熱可塑性樹脂が溶融する温度(例えばポリエチレンの場合、電熱線は220度まで加熱する)でも溶融しない温度に設定されている方が好ましい。絶縁皮膜1031b、1041bは、例えばフッ素系樹脂またはイミド系樹脂で形成することができるが、ポリイミド系樹脂で形成する方がより好ましい。例えば、導線1031a、1041aの厚みは0.1mm以上10mm以下に設定してもよい。
 電熱線1031が隣り合って配置されるように2周巻き回された部分を発熱部分1003a(図14参照)とすると、本実施の形態の第1発熱部1003は、1つの発熱部分1003aを有しているともいえる。また、電熱線1041が隣り合って配置されるように2周巻き回された部分を発熱部分1004a(図14参照)とすると、本実施の形態の第1発熱部1004は、1つの発熱部分1004aを有しているともいえる。 第1発熱部1003、1004は、ストッパ部1022の近傍に配置されている。第1発熱部1003、1004の配置については後段にて詳述する。
 (第2発熱部1005)
 第2発熱部1005は、ストッパ部1022に設けられている。第2発熱部1005は、電熱線1051を有している。電熱線1051は、軸線方向Aに沿って周方向Cに巻き回されるようにストッパ部1022に設けられている。電熱線1051は、本実施の形態では、ストッパ部1022にたとえば4周巻き回されている。本実施の形態の第2発熱部105では、隣り合う電熱線1051は全て接触している。
 電熱線1051は、ストッパ部1022に埋め込まれているが、一部が第1側面1022a、第2側面1022bまたは周面1022cから流路1001f側に露出するようにストッパ部1022に埋められていてもよい。
 電熱線1051は、例えば図14に示すように、導線1051aと、絶縁皮膜1051bと、を有してもよい。導線1051aは、例えばニクロム線、鉄クロム2種線,鉄クロム1種線,ニッケルクロム線などを用いることができる。導線1051aの線径は、φ0.3~0.8mmに設定することができる。φ0.3mm未満の場合、巻き線時の張力で伸長し抵抗値が不安定になるおそれがある。絶縁皮膜1051bを行う設備上、導線1051aの線径は最大0.8mmまでに設定される。また、導線1051aの単位長さの抵抗値は、線径に応じて2~21Ω/m程度である。
 絶縁皮膜1051bは、導線1051aの周囲を覆うように設けられている。絶縁皮膜1051bは、融点が230度以上である。これは、本実施の形態において熱可塑性樹脂が溶融する温度(例えばポリエチレンの場合、電熱線は220度まで加熱する)でも溶融しない温度に設定されている方が好ましい。絶縁皮膜1051bは、例えばフッ素系樹脂またはイミド系樹脂で形成することができるが、ポリイミド系樹脂で形成する方がより好ましい。例えば、導線1051aの厚みは0.1mm以上10mm以下に設定してもよい。
 また、ストッパ部1022における導線1051aと樹脂の体積比は、0.04~0.07になるように設定されている。図16に示すように、一本の導線1051aの断面積をSとし、ストッパ部1022および絶縁皮膜1051bを合わせた断面積をTとすると、導線1051aの体積/ストッパ部1022および絶縁皮膜1051bの体積≒4×S/Tとすることができる。この4S/Tが、0.04~0.07になるように設定されている。図16は、図14のG部拡大図である。
 なお、本実施の形態では、第2発熱部1005において1本の電熱線1051が隣と接触するように4周巻き回されているが、これに限られるものではなく、3周以下または5周以上であってもよい。また、1本に限らず、2本以上の電熱線1051を巻き回して第2発熱部1005を形成してもよい。電熱線1051は、全部または一部が隣と接触しないように巻き回されていてもよい。
 (コネクタ取付部1006)
 コネクタ取付部1006は、図14に示すように、2本のピン1061を有する。2本のピン1061は、筒状部1021の外面1021dから径方向の外側に向かって突出するように設けられている。2本のピン1061のうち一方のピン1061は、図14に示すように、筒状部1021の端1021bの近傍に配置され、他方のピン1061は端1021cの近傍に配置されている。2本のピン1061は、図示していないが、第1発熱部1003、1004の電熱線1031、1041および第2発熱部1005の電熱線1051と接続されている。ピン61に、電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が行われると、電熱線1031、1041、1051が発熱する。本実施の形態では、電熱線1031、1041、1051は繋がっており、一本の電熱線である。
 (第1発熱部1003、1004の位置)
 第1発熱部1003、1004における電熱線1031、1041の配置について説明する。第1発熱部1004は、第1発熱部1003とストッパ部1022を基準に左右対称に設けられている。
 第1発熱部1003は、継手受口部1023に電熱線1031が接触するように軸線方向Aに沿って2周巻き回されて構成されている。ここで、図14に示すように、ストッパ部1022の第1側面1022aから最もストッパ部1022に近い電熱線1031までの軸線方向Aに沿った距離をL1とする。継手受口部1023の内径をd1とする。
 樹脂管1011の外径(OD:Outer Diameter)が25mm以下の場合、d1/L1は2.5以下に設定され、樹脂管1011の外径(OD)が32mm以上50mm以下の場合d1/L1は3.5以下に設定され、樹脂管1011の外径(OD)が63mm以上90mm以下の場合d1/L1は4.0以下に設定され、樹脂管1011の外径(OD)が110mm以上160mm以下の場合、d1/L1は5.5以下に設定され、樹脂管1011の外径(OD)が225mm以上の場合、d1/L1は6.5以下に設定される。
 第1発熱部1004は、継手受口部1024に電熱線1041が接触するように軸線方向Aに沿って2周巻き回されて構成されている。ここで、ストッパ部1022の第2側面1022bから最もストッパ部1022に近い電熱線1041までの軸線方向Aに沿った距離をL2とする。継手受口部1024の内径をd2とする。樹脂管1012の外径(OD)が25mm以下の場合、d2/L2は2.5以下に設定され、樹脂管1012の外径(OD)が32mm以上50mm以下の場合d2/L2は3.5以下に設定され、樹脂管1012の外径(OD)が63mm以上90mm以下の場合d2/L2は4.0以下に設定され、樹脂管1012の外径(OD)が110mm以上160mm以下の場合、d2/L2は5.5以下に設定され、樹脂管1012の外径(OD)が225mm以上の場合、d2/L2は6.5以下に設定される。
 なお、樹脂管1011、1012の外径(OD)が25mm以下の場合とは、継手受口部1023、1024がOD25の管用の場合といえる。樹脂管1011、1012の外径が32mm以上50mm以下の場合とは、継手受口部1023、1024がOD32以上OD50以下の管用の場合といえる。樹脂管1012の外径が63mm以上90mm以下の場合とは、継手受口部1023、1024がOD63以上OD90以下の管用の場合といえる。樹脂管1012の外径が110mm以上160mm以下の場合とは、継手受口部1023、1024がOD63以上OD90以下の管用の場合といえる。樹脂管1012の外径が225mm以上の場合とは、継手受口部1023、1024がOD110以上OD160以下の管用の場合といえる。
 また、例えばOD25mmの管とは呼び径20Aの管を示し、OD32mmの管とは呼び径25Aの管を示し、OD50mmの管とは呼び径40Aの管を示し、OD63mmの管とは呼び径50Aの管を示し、OD75mmの管とは呼び径65Aの管を示し、OD90mmの管とは呼び径75Aの管を示し、OD110mmの管とは呼び径20Aの管を示し、OD140mmの管とは呼び径125Aの管を示し、OD160mmの管とは呼び径150Aの管を示し、OD225mmの管とは呼び径200Aの管を示す。
 なお、L1とL2の双方がゼロである方がより好ましい。図17は、L1とL2がゼロの構成の電気融着継手1001´を示す断面図である。L1がゼロとは、図17に示すように、第1側面1022aを径方向Bに延ばした面S1に、第1発熱部1003のうち最もストッパ部1022に近い電熱線1031が接する状態のことである。また、L2がゼロとは、図17に示すように、第2側面1022bを径方向Bに延ばした面S2に、第1発熱部1004のうち最もストッパ部1022に近い電熱線1041が接する状態のことである。
 <治具1200>
 次に、本開示にかかる実施の形態の接続方法に用いる治具1200について説明する。治具1200に樹脂管1011、電気融着継手1001および樹脂管1012が配置される。図18は、治具1200を示す図である。図19は、樹脂管1011、電気融着継手1001、および樹脂管1012を治具1200に取り付けた状態を示す図である。図20は、図19の側面図である。
 治具1200は、第1クランプ部1210と、第2クランプ部1220と、軸部1230と、押圧部1240と、規制部1250と、台座1260と、を備える。
 (台座1260)
 台座1260は、板状の部材である。台座1260は、その上面側に配置された第1クランプ部1210、第2クランプ部1220、軸部1230、押圧部1240、および規制部1250を支持する。
 (第1クランプ部1210)
 第1クランプ部1210は、樹脂管1011を挟み込んで固定する。第1クランプ部1210は、下側クランプ部1211と、上側クランプ部1212と、ヒンジ部1213と、締結部1214と、軸受け部1215と、を有する。下側クランプ部1211は、上面に半円形状の凹部1211aが形成された部材である。本実施の形態では、下側クランプ部1211は、上面に半円形状の凹部が形成された概略直方体形状の部材である。
 軸受け部1215は、下側クランプ部1211に設けられている。軸受け部1215は、下側クランプ部1211に形成された貫通孔に挿入されている。軸受け部1215は、凹部1211aよりも下側に配置されている。軸受け部1215の内側に、後述する軸部1230が挿通される。軸受け部1215の軸方向は、凹部1211aの中心軸と平行に配置されている。これにより、第1クランプ部1210は、軸部1230に沿って移動することができる。樹脂管1011、樹脂管1012および電気融着継手1001を治具に配置した状態では、軸受け部1215の軸方向は、軸線方向Aと平行である。
 上側クランプ部1212は、半円形状の凹部1212aが形成された部材である。本実施の形態では、上側クランプ部1212は、所定の一面に半円形状の凹部1212aが形成された概略直方体形状の部材である。
上側クランプ部1212と下側クランプ部1211は、それらに形成された凹部1212aおよび凹部1211aで樹脂管1011の外周を挟み込むことができる。樹脂管1011を挟み込んだ状態において凹部1212aと凹部1211aの中心軸は概ね一致する。また、樹脂管1011を挟み込んだ状態において、この中心軸は上述した軸線方向Aと一致する。
 ヒンジ部1213は、下側クランプ部1211と上側クランプ部1212の端同士を回動可能に連結する。ヒンジ部1213を中心にして下側クランプ部1211に対して上側クランプ部1212が回動可能に構成されている。上側クランプ部1212は、ヒンジ部1213を中心にして回転した際に、その凹部1212aが下側クランプ部1211の凹部1211aと対向するようにヒンジ部1213を介して下側クランプ部1211に取り付けられている。
 ヒンジ部1213を中心に、下側クランプ部1211と上側クランプ部1212の間が開いた状態で、樹脂管1011が下側クランプ部1211の凹部1211aに沿って配置される。その後、上側クランプ部1212がヒンジ部1213を中心に回動し、樹脂管1011が凹部1212aに嵌るように配置される。
 締結部1214は、いわゆるスナップ錠である。締結部1214は、錠本体1214aと、突起1214bと、を有する。締結部1214は、下側クランプ部1211および上側クランプ部1212の凹部1211a、1212aを挟んでヒンジ部1213とは反対側に設けられている。錠本体1214aは、下側クランプ部1211の側面に配置されている、突起1214bは、上側クランプ部1212の側面に配置されている。錠本体1214aは、レバー1214cと、環状部1214dと、を有する。上側クランプ部1212を下側クランプ部1211の上側に回動した状態で、環状部1214dを突起1214bに引っ掛けてレバー1214cを下側に倒すことによって、下側クランプ部1211に対して上側クランプ部1212を閉じた状態で締結することができる。
 (第2クランプ部1220)
 第2クランプ部1220は、樹脂管1012を挟み込んで固定する。第2クランプ部1220は、樹脂管1012の中心軸が樹脂管1011の中心軸と一致するように樹脂管1012を固定する。
 第2クランプ部1220は、下側クランプ部1221と、上側クランプ部1222と、ヒンジ部1223と、締結部1224と、を有する。下側クランプ部1221は、上面に半円形状の凹部1221aが形成された部材である。本実施の形態では、下側クランプ部1221は、上面に半円形状の凹部が形成された概略直方体形状の部材である。下側クランプ部1211は、ブラケット1270を介して台座1260に固定されている。
 上側クランプ部1222は、半円形状の凹部1222aが形成された部材である。本実施の形態では、上側クランプ部1222は、所定の一面に半円形状の凹部1222aが形成された概略直方体形状の部材である。
上側クランプ部1222と下側クランプ部1221は、それらに形成された凹部1222aおよび凹部1221aで樹脂管1012の外周を挟み込むことができる。樹脂管1012を挟み込んだ状態において凹部1222aと凹部1221aの中心軸は概ね一致する。また、樹脂管1012を挟み込んだ状態において、この中心軸は上述した軸線方向Aと一致する。
 ヒンジ部1223は、下側クランプ部1221と上側クランプ部1222の端同士を回動可能に連結する。ヒンジ部1223を中心にして下側クランプ部1221に対して上側クランプ部1222が回動可能に構成されている。上側クランプ部1222は、ヒンジ部1223を中心にして回転した際に、その凹部1222aが下側クランプ部1221の凹部1221aと対向するようにヒンジ部1223を介して下側クランプ部1221に取り付けられている。
 ヒンジ部1223を中心に、下側クランプ部1221と上側クランプ部1222の間が開いた状態で、樹脂管1012が下側クランプ部1221の凹部1221aに沿って配置される。その後、上側クランプ部1222がヒンジ部1223を中心に回動し、樹脂管1012が凹部1222aに嵌るように配置される。
 締結部1224は、いわゆるスナップ錠である。締結部1224は、錠本体1224aと、突起1224bと、を有する。締結部1224は、下側クランプ部1221および上側クランプ部1222の凹部1221a、1222aを挟んでヒンジ部1223とは反対側に設けられている。錠本体1224aは、下側クランプ部1221の側面に配置されている、突起1224bは、上側クランプ部1222の側面に配置されている。錠本体1224aは、レバー1224cと、環状部1224dと、を有する。上側クランプ部1222を下側クランプ部1221の上側に回動した状態で、環状部1224dを突起1224bに引っ掛けてレバー1224cを下側に倒すことによって、下側クランプ部1221に対して上側クランプ部1222を閉じた状態で締結することができる。
 樹脂管1011と樹脂管1012を電気融着継手1001に挿入した状態で、第1クランプ部1210で樹脂管1011を挟み、第2クランプ部1220で樹脂管1012を挟むことによって、治具1200に樹脂管1011と樹脂管1012と電気融着継手1001を配置することができる。
 (軸部1230)
 軸部1230は、台座1260に支持されている。軸部1230は、第1クランプ部1210の凹部1211aおよび凹部1212aの中心軸と平行に配置されている。軸部1230は、第2クランプ部1220の凹部1221aおよび凹部1222aの中心軸と平行に配置されている。また、軸部1230は、第1クランプ部1210に固定された樹脂管1011および第2クランプ部1220に固定された樹脂管1012の中心軸と平行に配置されている。軸部1230は、上述した軸線方向Aに沿って配置されている。
 軸部1230は、第2クランプ部1220から第1クランプ部1210側に向かって伸びている。軸部1230には、第1クランプ部1210が、軸部1230に沿って移動可能に取り付けられている。軸部1230は、下側クランプ部1221から下側クランプ部1211に亘って配置されている。第1クランプ部1210の下側クランプ部1211の凹部1211aよりも下方の部分に軸受け部1215が配置されており、軸受け部1215に軸部1230が挿通されている。
 (押圧部1240)
 押圧部1240は、第1クランプ部1210を第2クランプ部1220側に向けて軸部1230に沿って押圧する。押圧部1240は、バネ1241と、ナット1242と、を有する。
 第1クランプ部1210の第2クランプ部1220とは反対側の軸部1230の周囲にバネ1241が配置されている。
 ナット1242は、バネ1241の第1クランプ部1210とは反対側の軸部1230に配置されている。軸部1230の第2クランプ部1220とは反対側の端の周囲には、雄ネジ形状が形成されており、ナット1242の内側に形成された雌ネジ形状と螺合している。ナット1242は、回転させることによって軸部1230に沿って移動可能である。
 バネ1241は、ナット1242と第1クランプ部1210の間に配置されている。ナット1242が軸部1230と螺合して、軸部1230における位置が固定されているため、第1クランプ部1210に対して第2クランプ部1220に向かう荷重を付加する。荷重は、例えば1~50kgfの範囲で設定でき、3~20kgfの範囲がより好ましい。また、樹脂管1011、1012および電気融着継手1001を治具1200に配置した状態で、ナット1242を回転させて第1クランプ部1210に近づけるとバネ1241が圧縮されるため、第1クランプ部1210にかかる荷重を増やすことができる。一方、ナット1242を回転させて第1クランプ部1210から遠ざけるとバネ1241は伸長するため、第1クランプ部1210にかかる荷重を少なくすることができる。
 なお、図20に示すように、治具1200に樹脂管1011と樹脂管1012と電気融着継手1001を配置した状態で第1クランプ部1210に押圧部1240によって荷重をかけることによって、樹脂管1011の管端1011aと樹脂管1012の管端1012aにストッパ部1022に押し付けられるように荷重が付与される。
 (規制部1250)
 規制部1250は、第1クランプ部1210が押圧部1240によって第2クランプ部1220側に移動しすぎることを規制する。
 規制部1250は、第1クランプ部1210と第2クランプ部1220の間に配置されている。
 規制部1250は、固定部1251と、当接部1252とを有している。固定部1251は、台座1260に固定されている。当接部1252は、固定部1251から上方に延びた部分であり、軸部1230に周囲に配置されている。第1クランプ部1210の軸受け部1215が当接部1252に当接することによって、それ以上第1クランプ部1210が第2クランプ部1220側に移動することを規制することができる。
 <接続方法>
 次に、上述した治具1200を用いた接続方法について説明する。図21は、本実施の形態の接続方法を示すフロー図である。
 はじめに、ステップS1001において、樹脂管11および樹脂管12が電気融着継手1に挿入される。図15に示すように、ストッパ部1022によって樹脂管1011の管端1011aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手1001の継手受口部1023の内側に樹脂管1011が挿入される。次に、ストッパ部1022によって樹脂管1012の管端1012aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手1001の継手受口部1024の内側に樹脂管1012が挿入される。電気融着継手1001に樹脂管1011および樹脂管1012が差し込まれた状態が図15に示されている。なお、ステップS1001の前に、樹脂管1011、1012の小口面(ストッパ部1022との対向面)をスクレープして電気融着継手1001に挿入すると、融着の強度が向上するのでより好ましい。
 この状態で、ステップS1002(配置ステップの一例)において、図20に示すように、第1クランプ部1210によって樹脂管1011を挟み込んで固定し、第2クランプ部1220によって樹脂管1012を挟み込んで固定し、治具1200に樹脂管1011、電気融着継手1001および樹脂管1012が配置される。
 樹脂管1011、電気融着継手1001および樹脂管1012を治具1200に固定することによって、ステップS1003(加圧ステップの一例)において、押圧部1240の付勢力によって第1クランプ部1210に第2クランプ部1220に向かって荷重が付与される。第1クランプ部1210の第2クランプ部1220に向かう荷重の付与により、樹脂管1011の管端1011aがストッパ部1022の第1側面1022aに押し付けられ、樹脂管1012の管端1012aがストッパ部1022の第2側面1022bに押し付けられる。
 次に、ステップS1004(加熱ステップの一例)において、加圧された状態において、コネクタ取付部1006の2本のピン1061に電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が所定時間行われる。
 この通電によって電熱線1051が発熱し、ストッパ部1022、樹脂管1011の管端1011aおよび樹脂管1012の管端1012aが溶融し、ストッパ部1022に密着する。
 なお、通電によってストッパ部1022が溶けて軸線方向Aの幅が小さくなり付与される荷重が小さくなるため、ナット1242を第2クランプ部1220側に向かって移動させることによって、バネ1241による第1クランプ部1210に掛ける荷重を確保することができる。なお、荷重は、管端1011a、1012aが溶けても変化しないことが望ましいが、変化してもよい。
 通電時の電熱線温度は本体部1002を溶融させる温度であればよく、ポリオレフィンの場合は220度以下が好ましい。
 次に、ステップS1005(冷却ステップの一例)において、溶融された樹脂管1011、電気融着継手1001および樹脂管1012の冷却が所定時間行われる。なお、ステップS1005が終了するまで押圧部1240による荷重の付与を継続する方が好ましい。
 図22は、樹脂管1011、電気融着継手1001および樹脂管12が溶融して接続された状態を示す図である。図22に示すように、ストッパ部1022が溶融し、樹脂管1011、1012よって押されて狭まり、樹脂管1011と樹脂管1012の間を埋めて、ビードRが形成される。
 図23(a)は、樹脂管1011、1012およびストッパ部1022を示す模式図である。図23(b)は、溶融して接続した後の状態の樹脂管1011、1012およびストッパ部1022を示す模式図である。図23(b)において、ストッパ部1022の溶融後に残った残存部分が1022pで示されている。図23(c)は、ストッパ部1022のうち残存部分1022pと、それ以外の補填部分1022qを示す。図23(c)に示すように、ストッパ部1022のうち残存部分1022p以外の補填部分1022qが、溶融後の樹脂管1011、樹脂管1012および残存部分1022pで囲まれる間隙Dを補填する。間隙Dは、融着前のストッパ部1022の高さから樹脂管1011、1012の内周面までの高さと、融着後の樹脂管1011と樹脂管1012との間の幅によって形成される空間である。
 間隙Dが図23(d)に示される。図23(d)では、間隙Dを塗りつぶして示している。ここで、樹脂管1011、1012の内周面よりも内側に盛り上がるビードRを形成するために、間隙Dの体積よりも補填部分1022qの体積が大きく設定されている。例えば、補填部分1022q/間隙D×100(%)が、130~300%に設定する方が好ましい。なお、残存部分1022pの軸線方向Aに沿った幅の長さは、例えば1mmになる。
 <配管構造1100の超純水用途>
 本開示にかかる実施の形態の配管構造1100は、例えば超純水の輸送に用いることができる。具体的には、本開示にかかる実施の形態の超純水用の配管構造1100は、超純水製造装置内の配管、超純水製造装置からユースポイントに超純水を輸送する配管、及びユースポイントからの超純水返送用配管等として用いることができる。
 超純水とは、極度に純度の高い水であり、例えば半導体素子などの電子機器の洗浄に好適に用いられるものである。超純水のグレードを表すための指標は多々あるが、この実施形態では、超純水の電気抵抗率は18.2MΩ・cm以上であり、TOCは50ppb以下である。
 本開示にかかる実施の形態の配管構造1100は、超純水に対する要求水質が特に厳格な、原子力発電用水配管、若しくは、医薬品の製造工程、半導体素子又は液晶、より好ましくは半導体素子の製造工程における洗浄などの湿式処理工程で用いられる超純水の輸送配管であることが好ましい。当該半導体素子としても、より高い集積度を有するものが好ましく、具体的には、最小線幅65nm以下の半導体素子の製造工程で用いられることがより好ましい。半導体製造に使用される超純水の品質等に関する規格としては、例えばSEMI F75が挙げられる。
 また、本発開示にかかる実施の形態の配管構造1100はポリエチレン系樹脂層を有しているため、施工性に優れる。たとえば、比較的低温で、EF(電気融着)接合といった融着施工を容易に行うことができる。
 <特徴等>
 本実施の形態の電気融着継手1001では、第2発熱部1005における電熱線1051の隣り合う巻き数は、第2発熱部1005の隣の発熱部分1003a、1004aにおける電熱線1031、1041の隣り合う巻き数以下である。図14に示すように、第2発熱部1005における電熱線1051の巻き数は4周であり、第1発熱部1003、1004の発熱部分1003a、1004aにおける電熱線1031、1041の巻き数は2周である。
 第1発熱部1003、1004の電熱線1031、1041と、第2発熱部1005の電熱線1051が同じ線径・材質である場合、巻き数が多いほど、通電時に温度が上がり易くなる。仮に、第2発熱部1005の電熱線1051の巻き数の方が、発熱部分1003a、1004aの電熱線1031、1041の巻き数よりも少ない場合、発熱部分1003a、1004aにおける発熱が、第2発熱部1005における発熱よりも大きいため、樹脂管1011、1012の側面が先に加熱され膨張する。これにより、発熱部分1003a、1004aの部分によって樹脂管1011、1012が拘束され、管端1011a、1012aをストッパ部1022に押し付けるために樹脂管1011、1012を押し込む(矢印A1、A2参照)には大きな力が必要となるので、大きく重い治具が必要となり、コストがかかる。
 対して、本実施の形態のように、第2発熱部1005における電熱線1051の巻き数が、第1発熱部1003の発熱部分1003a、1004aの巻き数よりも多く構成することによって、第2発熱部1005における発熱が第1発熱部1003、1004における発熱よりも大きくなる。これにより、樹脂管1011、1012の側面の加熱膨張によって樹脂管1011、1012が電気融着継手1001に拘束されるより前に第2発熱部1005による溶融によって管端1011a、1012aをストッパ部1022に押し付けることができるため、小さな押し込み力で管端1011a、1012aを融着することができる。
 本実施の形態の電気融着継手1001では、樹脂管1011の外径が25mm以下の場合、d1/L1は2.5以下に設定され、樹脂管1011の外径が32mm以上50mm以下の場合d1/L1は3.5以下に設定され、樹脂管1011の外径が63mm以上90mm以下の場合d1/L1は4.0以下に設定され、樹脂管1011の外径が110mm以上160mm以下の場合、d1/L1は5.5以下に設定され、樹脂管1011の外径が225mm以上の場合、d1/L1は6.5以下に設定される。また、樹脂管1012の外径が25mm以下の場合、d2/L2は2.5以下に設定され、樹脂管1012の外径が32mm以上50mm以下の場合d2/L2は3.5以下に設定され、樹脂管1012の外径が63mm以上90mm以下の場合d2/L2は4.0以下に設定され、樹脂管1012の外径が110mm以上160mm以下の場合、d2/L2は5.5以下に設定され、樹脂管1012の外径が225mm以上の場合、d2/L2は6.5以下に設定される。
 ここで、本件の発明者らが見出した、第1発熱部1003、1004の配置がストッパ部1022よりも離れすぎた場合にビードRが不安定になる理由について説明する。図24(a)は、距離L1とd1が、上記本実施の形態の範囲外、すなわち、樹脂管1011の外径が25mm以下の場合、d1/L1は2.5より大きく設定され、樹脂管1011の外径が32mm以上50mm以下の場合d1/L1は3.5より大きく設定され、樹脂管1011の外径が63mm以上90mm以下の場合d1/L1は4.0より大きく設定され、樹脂管1011の外径が110mm以上160mm以下の場合、d1/L1は5.5より大きく設定され、樹脂管1011の外径が225mm以上の場合、d1/L1は6.5より大きく設定された構成を示す図である。
 このような構成の電気融着継手11002に樹脂管1011を挿入すると、ストッパ部1022の第2発熱部1005と継手受口部1023の第1発熱部1004の間の部分(コールドゾーン)において、電気融着継手11002の内面と樹脂管1011の外面のクリアランス(図中にてEで示す)内に空気が存在する。融着を開始すると、第2発熱部1005が設けられているストッパ部1022と樹脂管1011の管端1011aの間の融着(図中にて融着部分をP2で示す)と、継手受口部1023の第1発熱部1004が設けられている部分の内面と樹脂管1011の外面の融着(図中にて融着部分をP1で示す)が同時に進行するため、クリアランスE内の空気が双方の融着部分P1、P2で間に閉じ込められた状態で熱により膨張し、図24(b)に示すように、ビードRを形成する途中の溶融樹脂を押し上げる。このため、ビードRの大きさおよび形状が変化する。この現象は管や継手の成型時の寸法精度、また施工時のスクレープ量(融着前に管の外面を切削する工程で切削される厚みのこと)、さらに管の差し込み具合などのばらつきにより発生する場合がある。
 このため、本開示の電気融着継手1001では、継手受口部23がOD25mm以下の管用の場合、d1/L1は2.5以下に設定され、継手受口部1023がOD32mm以上OD50mmの管用の場合d1/L1は3.5以下に設定され、継手受口部1023がOD63mm以上OD90mm以下の管用の場合d1/L1は4.0以下に設定され、継手受口部1023がOD110mm以上OD160mm以下の管用の場合、d1/L1は5.5以下に設定され、継手受口部1023がOD225mm以上の管用の場合、d1/L1は6.5以下に設定される。また、本開示の電気融着継手1001では、継手受口部1024がOD25mm以下の管用の場合、d2/L2は2.5以下に設定され、継手受口部1024がOD32mm以上OD50mmの管用の場合d2/L2は3.5以下に設定され、継手受口部1024がOD63mm以上OD90mm以下の管用の場合d2/L2は4.0以下に設定され、継手受口部1024がOD110mm以上OD160mm以下の管用の場合、d2/L2は5.5以下に設定され、継手受口部1024がOD225mm以上の管用の場合、d2/L2は6.5以下に設定される。
 これによって、ストッパ部1022の第2発熱部1005と継手受口部1023、1024の第1発熱部1003、1004の間隔が狭くなるため、継手の内面と管の外面のクリアランス内に空気が閉じ込められにくくなり、形状および大きさの安定したビードRを形成することができ、電気融着継手と管の間において隙間の発生を抑制することが可能となる。
 図17に示すように、所定距離L1、L2は、ゼロに設定されていてもよい。第1発熱部1003、1004は、本体部1002の軸に沿った方向においてストッパ部1022に隣り合って配置されている。
 これによって、ストッパ部1022の第2発熱部1005と継手受口部1023、1024の第1発熱部1003、1004の間隔がより狭くなるため、継手の内面と管の外面のクリアランス内に空気が閉じ込められにくくなり、形状および大きさの安定したビードを形成することができる。
 第1発熱部1003、1004は、2周以上巻き回された電熱線1031、1041を有している。
 これによって、第1発熱部1003、1004において、より確実に融着することができる。
 <他の実施の形態>
 以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 (A)
 上記実施の形態では、第1クランプ部1210に対して荷重を付加する押圧部として、バネ1241およびナット1242が用いられているが、これに限らなくてもよく、モータやシリンダ等であってもよい。また、管端1011a、1011bをストッパ部1022に押し付けることは、第1クランプ部1210への荷重の付加または移動量のいずれによるものであってもよい。
 (B)
 上述した電気融着継手1001、1001´では、電熱線1031および電熱線1041は2周巻き回されているが、3周以上巻き回されていてもよい。また、上記実施の形態では、第1発熱部1003と第1発熱部1004は、ストッパ部1022を挟んで左右対称に設けられているが、左右対称でなくてもよい。また、電熱線1031と電熱線1041は、各々隣と接触しているが、全部または一部が接触していなくてもよい。
 さらに、第1発熱部1003よりも端1021b側にも電熱線1031を巻き回した発熱部が設けられていてもよく、この発熱部は、第1発熱部1003と所定間隔を空けて設けられていてもよい。第1発熱部1004よりも端1021c側にも電熱線1041を巻き回した発熱部が設けられていてもよく、この発熱部は、第1発熱部1004と所定間隔を空けて設けられていてもよい。
 (C)
 上記実施の形態では、軸線方向Aに沿って視た場合、ストッパ部1022の外径は円形状であるが、円に限らなくても良く、多角形状であってもよい。
 (D)
 上記実施の形態では、電気融着継手1001、1001´の流路はいずれも直線状に形成されているが、流路が曲がっているエルボ継手であってもよい。
 (E)
 上記実施の形態では、第1発熱部1003、1004および第2発熱部1005の電熱線1031、1041、1051に同じものを使用しているため、すべての電熱線1031、1041、1051に絶縁皮膜が設けられているが、これに限らなくてもよい。しかしながら、少なくとも電熱線1051には絶縁皮膜が設けられているほうが好ましい。これは、樹脂管1011および樹脂管1012によって加圧されて電熱線1051同士が接触しやすいためである。
 (F)
 上記実施の形態では、第1発熱部1003、1004および第2発熱部1005に通電する前から押圧部1240によって電気融着継手1001に樹脂管1011と樹脂管1012を加圧しているが、通電した後、通電中の途中から加圧を行ってもよい。
(実施例)
 以下、本実施の形態について実施例を用いて詳細に説明する。
 図14に示す継手受口部1023の内径をd1とし、継手受口部1024の内径をd2とすると、本実施例ではd1=d2に設定されている。また、第1発熱部1003の溶融長さをD3(軸線方向Aに沿った長さ)とし、第1発熱部1004の溶融長さをD4とすると、本実施例ではD3=D4に設定されている。また、上述したL1とL2も本実施例ではL1=L2に設定されている。なお、表では、L1、L2はコールドゾーンの長さとして示される。
 上述した継手受口部の内径、挿入長さ、溶融長さ、およびコールドゾーンの長さを変化させて、ビードRの形状について検証を行った。結果を(表3)に示す。なお、実施例で用いた配管構造は超純水用であるため、樹脂管および電気融着継手の各部の大きさ等が比較例とは異なる(表3参照)。
 なお、ストッパ部1022の寸法は、次のように設定した。
 ストッパ高さh1は、図14に示すように、第1側面1022aおよび第2側面1022bの中心軸に向かう方向の高さである。ストッパ幅W1は、図14に示すように、周面1022cの軸線方向Aに沿った長さである。
 ストッパ部1022は低すぎると樹脂管1011、1012の管端1011a、1012aが溶け切らず、高すぎるとビードRが大きくなり過ぎるため、ストッパ部1022の高さh1は管厚の1/4~1/2とし、ストッパ部1022の幅W1は3~15mm程度に設定した。
 また、加熱の際には、樹脂管1011、1012の管端1011a、1012aの温度が220℃(180~240℃)になるように設定した。例えば、180℃以下の場合、溶融が不十分となり樹脂管1011、1012を押し込めず、また280℃以上のように温度が高すぎると樹脂が溶けて発煙するためである。
 なお、ビードRの大きさ(中心軸方向に向かう最大高さ(mm))は、0mmよりも高く、次の(表3)に示す上限以下の高さの場合に良好とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 例えば、樹脂管1011、1012の口径が25Aの場合、ビードRの大きさが2mm~3.2mmのときに良好と判定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 以上の結果、ビードRの形状および大きさについて、比較例1~15ではいずれも不良となり、実施例1~10の電気融着継手ではいずれも良好となった。
 実施例1~10を確認すると、樹脂管1011、1012の口径(呼び径)が大きくなると、L1、L2の長さが長くても良好となっている。これは、口径(呼び径)が大きくなるほど、樹脂管1011、1012の肉厚は大きくなり、ストッパ部1022の高さも大きくなることから、融着初期で一体化されるストッパ部の側面と管端の断面積が大きくなる(図23(a)の矢印F参照)。図24(a)、(b)で述べた通り、空気が膨張し融着途中のストッパ部1022の側面と管端の間から表面に樹脂が膨らむことがビードの不良の原因の為、樹脂管1011、1012の口径(呼び径)が大きく矢印Fの接触面積が大きいほど樹脂の厚みで空気は膨張しにくくなる。このため、口径(呼び径)が大きいほどL1、L2の長さを長くしても良好となる。
 (実施例11)
 実施例11では、実施の形態2の電気融着継手1001に樹脂管1011、1012を融着した。樹脂管1011、1012を電気融着継手1001に融着するときの押し込み力を荷重計によって計測すると2kgfであった。
 (比較例16)
 比較例16では、実施の形態2の電気融着継手1001の第1発熱部1003、1004の各々における電熱線31、41の巻き数を6周に変更した電気融着継手に樹脂管1011、1012を融着した。この電気融着継手に樹脂管1011、1012を融着するときの押し込み力を荷重計によって計測すると5kgfであった。
 (比較例17)
 比較例17では、実施の形態2の電気融着継手1001の第1発熱部1003、1004の各々における電熱線31、41の巻き数を8周に変更した電気融着継手に、樹脂管1011、1012を融着した。この電気融着継手に樹脂管1011、1012を融着するときの押し込み力を荷重計によって計測すると11kgfであった。
 (比較例18)
 比較例18では、実施の形態2の電気融着継手1001の第1発熱部1003、1004の各々における電熱線31、41の巻き数を15周に変更した電気融着継手に、樹脂管1011、1012を融着した。この電気融着継手に樹脂管1011、1012を融着するときの押し込み力を荷重計によって計測すると30kgfであった。
 上記実施例11と比較例16~18で作成した配管構造における管内面の変形を目視にて確認した。結果を以下の表(5)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 以上より、第2発熱部1005における電熱線1051の隣り合う巻き数が、第2発熱部1005の隣の発熱部分1003a、1004aにおける電熱線1031、1041の隣り合う巻き数以下である方が、押し込み力も小さくて済み管内面の変形も小さくなるため、好ましいことが分かる、 従来から、樹脂管や、樹脂層および金属補強層を有する金属補強複合管などの樹脂が用いられた管体どうしを接続する際に、電気融着継手が多用されている(例えば、特開2020-143713号公報参照)。
 特許文献1に示す電気融着継手は、管が挿入される継手受口部と、内周面から内側に突出し、管の挿入を規制するストッパ部と、継手受口部の内側に配置された発熱部と、を有している。管を継手受口部に挿入した状態で、発熱部によって加熱することによって、管と電気融着継手が熱融着される。
 しかしながら、特許文献1に示す電気融着継手では、管の端面とストッパ部の間の界面が融着されないため、ストッパ部と管の端面の間に隙間が発生する場合があり、水や薬液の流れが滞留する。これにより、微生物が繁殖し水質悪化を引き起こしたり、薬液の劣化によって純度低下を引き起こしたりするため、半導体製造用配管等では、製品歩留まり悪化を引き起こすことがある。
 本開示は、隙間の発生を抑制することが可能な電気融着継手を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、第1の開示にかかる電気融着継手は、筒状の本体部と、ストッパ部と、第1発熱部と、第2発熱部と、を備える。筒状の本体部は、熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する。ストッパ部は、本体部の内面に内側に突出するように配置され、継手受口部の内側に管が挿入された際に管の管端の挿入位置を規制する。第1発熱部は、継手受口部の内側に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する。第2発熱部は、ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する。本体部の軸に沿った方向における第1発熱部のストッパ部からの距離をLとし、継手受口部の内径をdとする.管の外径が25mm以下の場合、d/Lは2.5以下に設定され、管の外径が32mm以上50mm以下の場合d/Lは3.5以下に設定され、管の外径が63mm以上90mm以下の場合d/Lは4.0以下に設定され、管の外径が110mm以上160mm以下の場合、d/Lは5.5以下に設定され、管の外径が225mm以上の場合、d/Lは6.5以下に設定される。
 本件の発明者らは、ストッパ部と管の端面との間における隙間の発生を抑制するため、継手受口部だけでなくストッパ部にも発熱部を設けることを考えたが、単に発熱部を設けただけではビードの大きさおよび形状が安定しないという課題があることを見出した。ビードの大きさおよび形状が安定しない場合、水量が安定せず、ビードの形状によっては死水が発生する。また、ビードの高さが周方向で均一でない場合、均一でない部分(膨出部)に圧が強くかかり、その膨出部が取れて、流出するおそれがある。また膨出部を起点に接合部に亀裂が入り、死水が生じることも考えられる。
 そして、本件発明者らは、このようなビードの大きさおよび形状が不安定になるのは、次の理由であることを解明した。電気融着継手に管を挿入すると、ストッパ部の発熱部と継手受口部の発熱部の間(コールドゾーン)において、継手の内面と管の外面のクリアランス内に空気が存在する。融着を開始すると、発熱部が設けられているストッパ部と管の管端の間の融着と、継手受口部の発熱部が設けられている部分の内面と管の外面の融着が同時に進行するため、クリアランス内の空気が双方の融着部分で間に閉じ込められた状態で熱により膨張し、ビードを形成する途中の溶融樹脂を押し上げる。これによりビードの大きさ・形状が変化する。この現象は管や継手の成型時の寸法精度、また施工時のスクレープ量(融着前に管の外面を切削する工程で切削される厚みのこと)、さらに管の差し込み具合などのばらつきにより発生する。
 このため、本開示の電気融着継手では、管の外径が25mm以下の場合、d/Lは2.5以下に設定され、管の外径が32mm以上50mm以下の場合d/Lは3.5以下に設定され、管の外径が63mm以上90mm以下の場合d/Lは4.0以下に設定され、管の外径が110mm以上160mm以下の場合、d/Lは5.5以下に設定され、管の外径が225mm以上の場合、d/Lは6.5以下に設定される。
 これによって、ストッパ部の第2発熱部と継手受口部の第1発熱部の間における、継手の内面と管の外面のクリアランス内に空気が閉じ込められにくくなり、形状および大きさの安定したビードを形成することができ、電気融着継手と管の間において隙間の発生を抑制することが可能となる。
 第2の開示にかかる電気融着継手は、第1の開示にかかる電気融着継手であって、筒状の本体部と、ストッパ部と、第1発熱部と、第2発熱部と、を備える。筒状の本体部は、熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する。ストッパ部は、本体部の内面に内側に突出するように配置され、継手受口部の内側に管が挿入された際に管の管端の挿入位置を規制する。第1発熱部は、継手受口部の内側に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する。第2発熱部は、ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する。本体部の軸に沿った方向における第1発熱部のストッパ部からの距離をLとする。所定距離Lは、ゼロに設定されている。第1発熱部は、本体部の軸に沿った方向においてストッパ部に隣り合って配置されている。
 上述した理由より、第1発熱部の位置がストッパ部に近いほどクリアランスが小さくなり空気の膨張が発生し難くなるため、Lをゼロにすることによって形状および大きさの安定したビードを形成することができる。
 第3の開示にかかる電気融着継手は、第1または第2の開示にかかる電気融着継手であって、第1発熱部は、2周以上巻き回された電熱線を有している。
 これによって、第1発熱部において、より確実に融着することができる。
 本開示によれば、隙間の発生を抑制することが可能な電気融着継手を提供することができる。
 実施の形態において述べた上記目的を達成する電気融着継手は、以下の発明として記載することができる。
 (1)
 熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、
 前記本体部の内面に内側に突出するように配置され、前記継手受口部の内側に前記管が挿入された際に前記管の管端の挿入位置を規制するストッパ部と、
 前記継手受口部の内側に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する第1発熱部と、
 前記ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する第2発熱部と、を備え、
 前記本体部の軸に沿った方向における前記第1発熱部の前記ストッパ部からの距離をLとし、前記継手受口部の内径をdとすると、
 前記管の外径が25mm以下の場合、d/Lは2.5以下に設定され、前記管の外径が32mm以上50mm以下の場合d/Lは3.5以下に設定され、前記管の外径が63mm以上90mm以下の場合d/Lは4.0以下に設定され、前記管の外径が110mm以上160mm以下の場合、d/Lは5.5以下に設定され、前記管の外径が225mm以上の場合、d/Lは6.5以下に設定される、
電気融着継手。
 (2)
 熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、
 前記本体部の内面に内側に突出するように配置され、前記継手受口部の内側に前記管が挿入された際に前記管の管端の挿入位置を規制するストッパ部と、
 前記継手受口部の内側に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する第1発熱部と、
 前記ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を有する第2発熱部と、を備え、
 前記本体部の軸に沿った方向における前記第1発熱部の前記ストッパ部からの距離をLとすると、
 前記距離Lは、ゼロに設定されており、
 前記第1発熱部は、前記本体部の軸に沿った方向において前記ストッパ部に隣り合って配置されている、
電気融着継手。
 (3)
 前記第1発熱部は、2周以上巻き回された前記電熱線を有している、
上記(1)または(2)に記載の電気融着継手。
 (実施の形態3)
 次に、本開示にかかる実施の形態3における電気融着継手の製造方法について説明する。
 図25は、本実施の形態3の電気融着継手の製造方法で製造された電気融着継手2001を示す断面図である。
 電気融着継手2001は、図17に示す電気融着継手1001´と比較して、内面1021aの第1発熱部1003、1004が配置されている部分に段差が形成されている点が異なる。電気融着継手2001の構成のうち電気融着継手1001´と同様の構成については同じ番号を付して説明を省略する。
 電気融着継手2001の筒状部2021の内面2021aに段差2007、2008が形成されている。段差2007は、第1発熱部1003が形成されている部分に設けられている。段差2008は、第1発熱部1004が形成されている部分に設けられている。段差2007、2008は、筒状部2021の中心に向かって突出するように形成されている。段差2007、2008は、ストッパ部1022よりも突出量が小さい。融着の際には、段差2007の内側に樹脂管1011が挿入され、段差2008の内側に樹脂管1012が挿入され、ストッパ部1022に当接する。
 電気融着継手2001の製造方法について説明する。図26は、巻き線コア2200を示す図である。巻き線コア2200は、第1部材2201と、第2部材2202と、第3部材2203と、を有している。第1部材2201、第2部材2202および第3部材2203は、略円柱状の部材であり、同軸上に並んで配置されている。
 第2部材2202は、第1部材2201と第3部材2203の間に配置されている。第1部材2201は、継手受口部1023を形成する。第2部材2202は、ストッパ部1022を形成する。第3部材2203は、継手受口部1024を形成する。第2部材2202は、第1部材2201と第3部材2203よりも小径に形成されている。
 図27は、巻き線コア2200に電熱線1031、1041、1051を配置した状態を示す図である。
 第1部材2201の外周面2201aの第2部材2202側の端には、第1発熱部1003の電熱線1031が巻き回されて配置される電熱線配置部2201bが設けられている。電熱線配置部2201bは、外周面2201aが中心側に向かって凹むことによって形成されている。電熱線配置部2201bは、外周面2201aに段差状に形成されている。外周面2201aのうち電熱線配置部2201bの径は、電熱線配置部2201b以外の部分の径よりも小さくなっている。なお、電熱線配置部2201bの段差dの大きさは、電熱線1031の直径の2割程度までが望ましい。
 図27に示すように、第2部材2202の外周面2202aには、第2発熱部1005の電熱線1051が巻き回されて配置される。
 第3部材2203の外周面2203aの第2部材2202側の端には、第1発熱部1004の電熱線1041が巻き回されて配置される電熱線配置部2203bが設けられている。電熱線配置部2203bは、外周面2203aが中心側に向かって凹むことによって形成されている。電熱線配置部2203bは、外周面2203aに段差状に形成されている。外周面2203aのうち電熱線配置部2203bの径は、電熱線配置部2203b以外の部分の径よりも小さくなっている。なお、電熱線配置部2203bの段差dの大きさは、電熱線1041の直径の2割程度までが望ましい。
 このような巻き線コア2200を用いて電気融着継手2001の製造を行う。
 図28は、電気融着継手2001の製造工程を示すフロー図である。なお、電熱線1031、1041、1051は、繋がっており一本の電熱線である。
 はじめに、ステップS2001において、巻き線コア2200に、電熱線1031、1041、1051が巻き回されて配置される。電熱線1031、1041、1051は一本の繋がった電熱線であるため、図27および図28に示す左から右若しくは右から左に電熱線をまいていく。この際、電熱線配置部2201bおよび電熱線配置部2203bが段差状になっているため、1周目を巻き始める位置が分かり易くなる。
 巻き線コア2200に電熱線を巻き回した後、ステップS2002において、図29に示すように、電熱線が巻き回された状態の巻き線コア2200が、金型2300に挿入される。金型2300は、図29および図30に示すように、第1金型2301と第2金型2302に分かれており、巻き線コア2200が挿入される。樹脂を金型2300内に射出するゲート2301aは、第2部材2202の外周面2202aに対向するように配置されている。
 次に、ステップS2003において、図30に示すように、第1金型2301に形成されたゲート2301aから樹脂が射出され、電気融着継手2001が形成される。ため、ゲート2301aから流入した樹脂は、第1部材2201と第2部材2202の側(左右方向)に広がる。この際に、電熱線1031、1041が樹脂の流れ(矢印F1、F2参照)によって押されるが、電熱線配置部2201b、2203bが段差状に形成されているため、第2部材2202の反対側の段差面2201c、2203cで電熱線1031、1041が抑えられ、外側(矢印F1、F2側)に流れることを抑制できる。
 なお、電熱線1031、1041の位置が外側に移動すると、ストッパ部1022の加熱状況が変わる。図31(a)は電熱線1031、1041の位置がずれていない状態を示す図であり、図31(b)は、電熱線1031、1041の位置が外側に向かってずれた状態を示す図である。この場合、図31(a)において温度が高くなる領域をH1、H2、H3、H4、H5で示す。領域H1は、第1発熱部1003によって加温される領域である。領域H2は、第2発熱部1005によって加温されるストッパ部1022の端面側の領域である。領域H3は、第1発熱部1004によって加温される領域である。領域H4は、第2発熱部1005によって加温されるストッパ部1022の端面側の領域である。領域H5は、ストッパ部1022の内側であって、第1発熱部1003、1004および第2発熱部1005によって加温される領域である。
 図31(b)のように、電熱線1031、1041が外側にずれると、領域H1と領域H3の位置がずれ、領域H5の温度が、図30(a)の構成の場合よりも下がる。また、ストッパ部22の第1側面1022aと第2側面1022bの外周縁の温度も下がる。
 このように、温度が変化すると、融着のバラつきの原因となるが、本実施の形態の電気融着継手2001のように、段差部分を設けることによって電熱線の位置が安定し、品質安定性を向上することができる。
 次に、ステップS2004において、樹脂を冷却した後、成形された電気融着継手2001を金型2003から取り出す。
 以上のように、電気融着継手2001を製造することができる。
 なお、図17で示した電気融着継手1001´に樹脂管1011、1012を挿入するためには、樹脂管1011、1012の外周面と電気融着継手の内面1021aの間にクリアランスが必要になる。そのため、樹脂管1011、1012が電気融着継手1001´の軸線に対して斜めに挿入され、融着部分が斜めになる場合がありうる。
 しかしながら、本実施の形態3の電気融着継手2001の場合、段差2007、2008が形成されているため、奥の方が狭くなっており、樹脂管1011、1012が斜めに挿入されにくく、融着部分が斜めになり難いという効果を発揮できる。
 (実施の形態4)
 次に、本開示に係る実施の形態4の電気融着継手3001について説明する。
 (電気融着継手3001の概要)
 図32は、本開示の実施の形態における電気融着継手3001と、電気融着継手3001によって接続される樹脂管3011(熱可塑性樹脂を含む管の一例)と、樹脂管3012(熱可塑性樹脂を含む管の一例)とを示す図である。図32は、配管構造3100の分解図ともいえる。配管構造3100は、例えば、電気融着継手3001と、樹脂管3011と、樹脂管3012と、を有する。
 図に示すように、電気融着継手3001は、樹脂管3011および樹脂管3012と融着され、樹脂管3011と樹脂管3012を接続する。
 樹脂管3011、及び樹脂管3012は、それぞれ熱可塑性樹脂で形成されている。
 樹脂管3011及び樹脂管3012には、内部に断面円形状の流路3011f、3012fが延びている。電気融着継手3001には、内部に断面円形状の流路3001fが延びている。樹脂管3011と樹脂管3012が電気融着継手3001によって接続された状態では、樹脂管3011と樹脂管3012と電気融着継手3001の各々の流路の軸線は、同一直線上に配置される。
 なお、電気融着継手3001、樹脂管3011、および樹脂管3012の流路に対して、それぞれの軸線が延びる方向を軸線方向Aとする。また、電気融着継手3001、樹脂管3011、および樹脂管3012において、それぞれの軸線に直交して近接・離間する方向を径方向Bとし、それぞれの軸線回りに回る方向を周方向Cとする。
 樹脂管3011は軸線方向Aのうち電気融着継手3001に対して矢印A1方向に相対移動して電気融着継手3001に接続される。また、樹脂管12は軸線方向Aのうち電気融着継手3001に対して矢印A2方向に相対移動して電気融着継手3001に接続される。電気融着継手3001に樹脂管3011および樹脂管3012が接続された状態が、配管構造3100を構成する。
 図33は、電気融着継手3001の断面構成を示す図である。
 電気融着継手1は、図32及び図33に示すように、本体部3002と、受口発熱部3003と、ストッパ発熱部3004と、第1コネクタ取付部3005と、第2コネクタ取付部3006と、を有する。
 (本体部3002)
 本体部3002は、熱可塑性樹脂で形成されており、図33に示すように、筒状部3021と、ストッパ部3022と、を有する。筒状部3021は、筒状であって、継手受口部3023と、継手受口部3024と、連設部3025と、を有する。継手受口部3023の内側には、樹脂管3011が挿入される。継手受口部3024の内側には、樹脂管3012が挿入される。
 本体部3002で用いられる熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、230℃未満の融点のものが好ましい。
 図34は、電気融着継手3001の継手受口部3023の内側に樹脂管3011を挿し込み、継手受口部3024の内側に樹脂管3012を挿し込んだ状態を示す断面構成図である。
 継手受口部3023の内径は、樹脂管3011の外径以上に形成されている。また、継手受口部3024の内径は、樹脂管3012の外径以上に形成されている。
 連設部3025は、図33に示すように継手受口部3023と継手受口部3024に連なっており、継手受口部3023と継手受口部3024を接続する。連設部3025は、継手受口部3023と継手受口部3024の間を繋ぐ部分であり、後述するストッパ部3022が径方向Bの内側に設けられている。
 (ストッパ部3022)
 ストッパ部3022は、円環状部分である。ストッパ部3022は、筒状部3021の内面3021aに周方向Cに沿って突条であり、全周にわたって形成されている。ストッパ部3022も熱可塑性樹脂が含まれ、好ましくは筒状部3021で用いられる熱可塑性樹脂と同一の樹脂で形成される。
 ストッパ部3022は、図33に示すように、筒状部3021の内面3021aから径方向の内側に向かって突出するように形成されている。また、ストッパ部3022は、筒状部3021の連設部3025の径方向Bの内側に配置されている。なお、ストッパ部3022は、筒状部3021と一つの部材として形成されてもよいし、筒状部3021と別部材として形成されてもよい。
 ストッパ部3022は、第1側面3022aと、第2側面3022bと、周面3022cとを有する。周面3022cは、ストッパ部3022の径方向内側の端面である。
 第1側面3022aは、筒状部3021の内面3021aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 第2側面3022bは、筒状部3021の内面3021aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 周面3022cは、第1側面3022aの径方向内側の端と、第2側面3022bの径方向内側の端を繋ぐ。周面3022cは、筒状部3021の内面3021aと概ね平行に形成されている。
 継手受口部3023の内側に樹脂管3011が挿入されると、図34に示すように、ストッパ部3022が管端3011aの挿入位置を規制する。なお、管端3011aの挿入位置を規制するとは、図34に示すようにストッパ部3022の第1側面3022aに管端3011aが接触してストッパ部3022が直接規制する場合と、管端3011aがストッパ発熱部3004の電熱線3041(後述する)に接触してストッパ部3022が間接的に規制する場合を含む。
 継手受口部3024の内側に樹脂管3012が挿入されると、図34に示すように、ストッパ部3022が管端3012aの挿入位置を規制する。なお、管端3012aの挿入位置を規制するとは、図34に示すようにストッパ部3022の第2側面3022bに管端3012aが接触してストッパ部3022が直接規制する場合と、管端3012aがストッパ発熱部3004の電熱線3041(後述する)に接触してストッパ部3022が間接的に規制する場合を含む。
 なお、本実施の形態では、管端3011aと第1側面3022aの間および管端3012aと第2側面3022bの間(位置P参照)にクレビスが発生することが抑制される。
 (受口発熱部3003)
 図35は、受口発熱部303およびストッパ発熱部3004と、第1コネクタ取付部3005および第2コネクタ取付部3006との接続関係を示す電気融着継手3001の模式図である。図35では、理解を容易にするために、受口発熱部3003における電熱線3031の巻き回しの構成は簡略化されている。
 受口発熱部3003は、図33および図35に示すように、継手受口部3023および継手受口部3024に設けられている。
 受口発熱部3003は、継手受口部3023および継手受口部3024において内面3021aに埋め込まれた電熱線3031を有している。
 電熱線3031は、継手受口部3023および継手受口部3024において内面3021aに沿って周方向に巻き回されるように配置されている。電熱線3031は、内面3021aの近傍に配置されている。なお、電熱線3031は、一部が流路3001f側に露出するように筒状部3021に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 分かり易くするために、電熱線3031のうち継手受口部3023に配置されている部分を電熱線部分3031aとし、電熱線3031のうち継手受口部3024に配置されている部分を電熱線部分3031bとする。
 電熱線3031のうち電熱線部分3031aと電熱線部分3031bを繋ぐ電熱線部分3031cは、連設部3025に埋め込まれている。
 電熱線部分3031cは、ストッパ発熱部3004よりも外周側に位置している。電熱線部分3031cは、ストッパ発熱部3004に設けられている電熱線3041とは接触しないように配置されている。
 なお、一本の電熱線3031が、継手受口部3023と継手受口部3024と連設部3025に亘って配置されているが、電熱線部分3031aと電熱線部分3031bと電熱線部分3031cの各々が別々の電熱線によって構成されて、それらの電熱線が接続されていてもよい。
 電熱線3031は、例えば導線と、絶縁皮膜と、を有してもよい。導線は、例えばニクロム線、鉄クロム2種線,鉄クロム1種線,ニッケルクロム線などを用いることができる。絶縁皮膜は、導線の周囲を覆うように設けられている。絶縁皮膜は、融点が230度以上である。これは、本実施の形態において熱可塑性樹脂が溶融する温度(例えばポリエチレンの場合、電熱線は220度まで加熱する)でも溶融しない温度に設定されている方が好ましい。絶縁皮膜は、例えばフッ素系樹脂またはイミド系樹脂で形成することができるが、ポリイミド系樹脂で形成する方がより好ましい。例えば、導線の厚みは0.1mm以上10mm以下に設定してもよい。また、電熱線3031は、180度~230度ぐらいで発熱される。
 受口発熱部3003における電熱線3031の配置について説明する。受口発熱部3003は、ストッパ部3022を基準に左右対称に設けられているため、継手受口部3023に配置されている電熱線3031を用いて説明する。
 継手受口部3023における電熱線密度は、後述するストッパ発熱部3004における電熱線密度よりも小さくなるように電熱線部分3031aが配置されている。
 継手受口部3023では、電熱線3031が接触するように2周巻き回し、軸線方向Aに沿って所定間隔を空けて電熱線3031が接触するように2周巻き回すことが繰り返されている。本実施の形態では、図33に示すように、例えば、電熱線3031が8周巻き回されている。
 継手受口部3023において電熱線31が接触するように2周巻き回されている部分を発熱部分3003aとする。受口発熱部3003のうち継手受口部3023に配置されている部分は、複数の発熱部分3003aを有しており、発熱部分3003aは、軸線方向Aに沿って所定間隔を空けて配置されているといえる。また、継手受口部3024において電熱線3031が接触するように2周巻き回されている部分を発熱部分3003bとする。受口発熱部3003のうち継手受口部3024に配置されている部分は、複数の発熱部分3003bを有しており、発熱部分3003bは、軸線方向Aに沿って所定間隔を空けて配置されているといえる。
 また、図33において、電熱線3031が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さをLとすると、本実施の形態では長さLに8本分の電熱線3031が配置されていることなる。なお、長さLは、軸線方向Aに沿った受口発熱部3003の長さ、または軸線方向Aに沿った電熱線3031の長さともいえる。
 ここで、電熱線3031の外径を1mmとし、所定間隔を5mmとすると、L=23mmに8本分の電熱線が存在することから受口発熱部3003における電熱線密度は、8(本)/23(mm)≒0.35(本/mm)となる。
 このように、電熱線密度は、単位長さ(例えば1mm)あたりの電熱線の本数として定義される。電熱線密度は、電熱線3031が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さLに配置されている電熱線3031の本数を、その長さLで割った値として求めることができる。
 受口発熱部3003を発熱させることにとって、継手受口部3023の内周面と樹脂管3011の外周面との間のクリアランスW1(図34参照)と、継手受口部3024の内周面と樹脂管3012の外周面との間のクリアランスW1が、溶融した樹脂によって埋められ、継手受口部3023と樹脂管3011、並びに継手受口部3024と樹脂管12は融着される。
 (第1コネクタ取付部3005)
 第1コネクタ取付部3005は、図33に示すように、2本のピン3051b、3051c(一対の第1端子の一例)を有する。2本のピン3051b、3051cは、筒状部3021の外面3021dから径方向の外側に向かって突出するように設けられている。2本のピン3051b、3051cのうち一方のピン3051bは、図33に示すように、筒状部3021の端3021bの近傍に配置され、他方のピン3051cは端3021cの近傍に配置されている。
 図35に示すように、受口発熱部3003の電熱線3031の継手受口部3023側の一方の端は、ピン3051bに接続されている。受口発熱部3003の電熱線3031の継手受口部3024側の端は、ピン3051cに接続されている。ピン3051bとピン3051cに電気融着装置3008の第1コネクタ3081を取り付けて通電を行うことによって、受口発熱部3003を発熱させることができる。
 なお、受口発熱部3003への通電時間は、例えば呼び径50mmの場合、1分間に設定し、呼び径300mmの場合、10分間に設定してもよい。
 (ストッパ発熱部3004)
 ストッパ発熱部3004は、ストッパ部3022に設けられている。ストッパ発熱部3004は、電熱線3041を有している。電熱線3041は、軸線方向Aに沿って周方向Cに巻き回されるようにストッパ部3022に設けられている。電熱線3041は、本実施の形態では、ストッパ部3022に、たとえば3周巻き回されている。本実施の形態のストッパ発熱部3004では、隣り合う電熱線3041は全て接触している。
 電熱線3041は、電熱線3031と同様の材料および構成のものを用いることができる。電熱線3041は、180度~230度ぐらいで発熱される。
 ストッパ発熱部3004では、電熱線3041が接触するように3周巻き回されている。このため、電熱線3041が配置されている領域の軸線方向Aに沿った長さL(ストッパ発熱部3004の長さともいえる)には、3本分の電熱線3041が配置されている。
 ストッパ発熱部3004における巻き回された電熱線3041の径は、受口発熱部3003における巻き回された電熱線3031の径よりも小さく設定されている。
 また、ストッパ発熱部3004における巻き回された電熱線3041の径は、電熱線3041の位置が差し込まれる樹脂管3011、3012の管壁厚みの間に納まるように設定されている。
 上述のように、電熱線の直径を1mmとすると、ストッパ発熱部3004における電熱線密度は、3(本)/3(mm)=1(本/mm)に設定されている。
 上述したように受口発熱部3003における電熱線密度は、約0.35であるため、本実施の形態では受口発熱部3003における電熱線密度は、ストッパ発熱部3004における電熱線密度よりも小さく設定されている。
 なお、ストッパ発熱部3004における電熱線3041の配置は、本実施の形態の構成に限られるものではなく、電熱線3041が接触していなくてもよい。また、軸線方向Aに沿って3本分の電熱線3041が配置されていなくてもよく、真ん中の1本が設けられておらず、その部分がストッパ部3022を形成する樹脂で埋められていてもよい。
 なお、上述した受口発熱部3003における電熱線密度は図33に示す構成に限られるものではなく、本実施の形態では、2周分が接触するように電熱線3031が巻き回されているが、これに限らなくてもよい。例えば、3周分が接触するように電熱線3031が巻き回されてもよいし、接触しないように1周ずつ間隔を空けて電熱線3031を巻き回してもよい。
 ストッパ発熱部3004を発熱させることにとって、ストッパ部3022の第1側面3022aと樹脂管3011の管端3011aとの間のクリアランスW2(図34参照)と、ストッパ部3022の第2側面3022bと樹脂管3012の管端3012aとの間のクリアランスW2が、溶融した樹脂によって埋められ、ストッパ部3022と樹脂管3011、並びにストッパ部3022と樹脂管3012は融着される。
 (第2コネクタ取付部3006)
 第2コネクタ取付部3006は、図33に示すように、2本のピン3061b30、61c(一対の第2端子の一例)を有する。2本のピン3061b、3061cは、筒状部3021の外面3021dから径方向の外側に向かって突出するように設けられている。2本のピン3061b、3061cは、筒状部3021の中央近傍に軸線方向Aに沿って並んで配置されている。
 2本のピン3061b、3061cのうち一方のピン3061bは、端3021b側に配置され、他方のピン3061cは端3021c側に配置されている。
 図35に示すように、電熱線3041の一方の端がピン3061bに接続されており、電熱線3041の他方の端がピン3061cに接続されている。ピン3061bとピン3061cに電気融着装置のコネクタを取り付けて通電を行うことによって、受口発熱部3003を発熱させることができる。
 なお、ストッパ発熱部3004への通電時間は、受口発熱部3003への通電時間の約5分の一であり、例えば呼び径50mmの場合、20秒間に設定し、呼び径300mmの場合、2分間に設定してもよい。
 このように、受口発熱部3003を発熱するための第1コネクタ取付部3005と、ストッパ発熱部3004を発熱するための第2コネクタ取付部3006とが、別々に設けられているため、受口発熱部3003への通電タイミングと、ストッパ発熱部3004への通電タイミングをずらすことができる。すなわち、ストッパ発熱部3004に通電を開始した後に、受口発熱部3003に通電を開始し、または、受口発熱部3003に通電を開始した後にストッパ発熱部3004に通電を開始することができる。
 (電気融着装置3008)
 次に、電気融着継手3001に通電を行う電気融着装置3008について説明する。図36は、電気融着装置8によって電気融着継手3001に通電を行っている状態を示す模式図である。
 電気融着装置3008は、例えば、ピン3051b、3051cに取り付ける一対の第1コネクタ3081と、ピン3061b、3061cに取り付ける一対の第2コネクタ3082と、を有している。
 電気融着装置3008は、例えば、一対の第1コネクタ3081に通電を行う第1通電スイッチと、一対の第2コネクタ3082に通電を行う第2通電スイッチとが設けられていてもよい。この場合、第2通電スイッチを操作してストッパ発熱部3004への通電開始した後に、第1通電スイッチを操作して受口発熱部3003への通電を開始することができる。また、第1通電スイッチを操作して受口発熱部3003への通電を開始した後に、第2通電スイッチを操作してストッパ発熱部3004への通電を開始してもよい。
 ストッパ発熱部3004と受口発熱部3003のうちのいずれか一方の発熱部への通電の開始から他方の発熱部への通電の開始までの時間は、一方の発熱部が設けられた側のクリアランスが樹脂で埋まってからの方が好ましい。なお、樹脂で埋まるとは、溶けた樹脂で埋まっていてもよい、固まった樹脂で埋まっていることに限らなくてもよい。また、電気融着継手3001の性能、コイルおよび呼び径にもよるが、一方の発熱部への通電の開始から10~20秒後ぐらいで他方の発熱部への通電を開始してもよい。また、一方の発熱部側において樹脂が固まってから、他方の発熱部への通電を開始してもよい。
 また、電気融着装置3008が予め設定されたプログラムに基づいて自動で第1コネクタ3081と第2コネクタ3082への通電を行ってもよい。制御をスタートさせると、ストッパ発熱部3004と受口発熱部3003のうちのいずれか一方の発熱部への通電を開始してから、予め設定された時間の後に、他方の発熱部への通電が開始される。そして、電気融着装置3008は、各々の発熱部に対して予め設定された通電時間が経過すると、通電を停止する。
 この場合、電気融着装置3008は、プロセッサと、記憶装置を含む。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)である。或いは、プロセッサは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサは、プログラムに従って通電を制御するための処理を実行する。記憶装置は、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリおよびRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含む。記憶装置は、ハードディスク、あるいはSSD(Solid State Drive)などの補助記憶装置を含んでいてもよい。記憶装置は、非一時的な(non-transitory)コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置は、電気融着装置8を制御するためのプログラムおよびデータを記憶している。記憶装置は、例えば、後述する終端範囲や、操作速度の所定閾値のデータを記憶している。
 <接続方法>
 次に、本開示にかかる実施の形態の接続方法を説明する。なお、図37は、本実施の形態の接続方法を説明するためのフロー図である。
 本実施の形態では、ストッパ発熱部3004への通電によって樹脂管の端面を融着した後に受口発熱部3003への通電を行って樹脂管の側面を融着する。なお、本実施の形態の接続方法では、実施の形態2において説明した治具1200が用いられる。
 はじめに、ステップS3001において、ストッパ部3022によって樹脂管3011の管端3011aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手3001の継手受口部3023の内側に樹脂管11が挿入される。
 また、ストッパ部3022によって樹脂管3012の管端3012aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手3001の継手受口部3024の内側に樹脂管3012が挿入される。電気融着継手3001に樹脂管3011および樹脂管3012が差し込まれた状態が図34に示されている。ステップS3001が、挿入工程の一例に対応する。
 次に、ステップS3002(配置ステップの一例)において、電気融着継手3001および樹脂管3012を治具1200に固定することによって、ステップS3003(加圧ステップの一例)において、押圧部1240の付勢力によって第1クランプ部1210に第2クランプ部1220に向かって荷重が付与される。第1クランプ部1210の第2クランプ部1220に向かう荷重の付与により、樹脂管3011の管端3011aがストッパ部3022の第1側面3022aに押し付けられ、樹脂管3012の管端3012aがストッパ部3022の第2側面3022bに押し付けられる。
 次に、ステップS3004において、第2コネクタ取付部3006の2本のピン3061b、3061cに電気融着装置3008の第2コネクタ3082が取り付けられて通電が開始される。通電時の電熱線温度は本体部3002を溶融させ得る温度であればよく、ポリオレフィンの場合は220度以下が好ましい。この通電によって電熱線3041が発熱する。ステップS3003が、第1通電工程の一例に対応する。
 なお、通電によってストッパ部3022が溶けて軸線方向Aの幅が小さくなり付与される荷重が小さくなるため、ナット1242を第2クランプ部1220側に向かって移動させることによって、バネ1241による第1クランプ部1210に掛ける荷重を確保することができる。なお、荷重は、管端3011a、3012aが溶けても変化しないことが望ましいが、変化してもよい。
 次に、ステップS3005において、ピン3061b、3061cへの通電が停止される。これによって、管端3011a、3012aとストッパ部3022の融着が行われる。通電の停止後は、冷却時間を設けてから次のステップS3006を実行してもよいが、すぐにステップS3006を実行してもよい。また、押圧部1240による加圧は、ステップS3004の通電後に行ってもよい。
 次に、ステップS3006において、ナット1242の位置が調整され、押圧部1240による付勢力が生じないように設定される。なお、押圧部1240による加圧の解除は、ピン3061b、3061cへの通電の停止とともに行ってもよいし、通電の停止よりも少し前に解除してもよいし、冷却時間を設ける場合には、冷却時間の終了後に加圧を解除させてもよい。
 次に、ステップS3007において、第1コネクタ取付部3005の2本のピン3051b、3051cに電気融着装置3008の第1コネクタ3081が取り付けられ、通電が所定時間行われる。この通電によって電熱線3031が発熱する。ステップS3006が、第2通電工程の一例に対応する。このように、電熱線3031を加熱する際には押圧部1240による押し圧が付与されないように設定される。
 次に、ステップS3007から所定時間経過後に、ステップS3008において、電気融着装置3008による2本のピン3051b、3051cへの通電が終了する。
 図38(a)は、ストッパ部3022近傍の拡大図である。図38(a)に示すように、ストッパ発熱部3004と受口発熱部3003の間の部分(コールドゾーン)において、電気融着継手3001の内面と樹脂管3011の外面のクリアランス(図中にてEで示す)内に空気が存在する。ストッパ発熱部3004と受口発熱部3003の加熱を同時に開始すると、ストッパ発熱部3004が設けられているストッパ部3022と樹脂管3011の管端3011aの間の融着(図中にて融着部分をP2で示す)と、継手受口部3023の受口発熱部3003が設けられている部分の内面と樹脂管3011の外面の融着(図中にて融着部分をP1で示す)が同時に進行するため、クリアランスE内の空気が双方の融着部分P1、P2で間に閉じ込められた状態で熱により膨張し、ビードRが噴出したり、ビード内の気泡の割れによる窪みが発生する場合がある(図11も参照)。
 対して、図38(b)に示すように、本実施の形態では1回目の融着で管端3011aとストッパ部3022を融着することによって、空気が受口発熱部3003側から逃げることができる(矢印G参照)。このように空気の逃げ道を作ることによって、ビードの噴出や気泡割れの発生を抑制することができる。
 (実施例1)
 実施の形態4の電気融着継手3001に対して以下の変更を行った電気融着継手と、樹脂管11、12を融着させた
・ストッパ発熱部3004における電熱線3041の巻き回し数を4周に変更
・軸線方向Aに沿った受口発熱部3003の発熱部分3003a、300bの数を2に変更し、発熱部分3003a、3003bの各々の電熱線3031の巻き数を4周に変更
 また、電気融着継手と樹脂管の接続の際に、ストッパ発熱部3004と受口発熱部3003の加熱を同時に行った。
 (実施例2)
 実施の形態4の電気融着継手3001に対して以下の変更を行った電気融着継手と、樹脂管11、12を融着させた
・ストッパ発熱部3004における電熱線3041の巻き回し数を4周に変更
・軸線方向Aに沿った受口発熱部3003の発熱部分3003a、3003bの数を2に変更し、発熱部分3003a、3003bの各々の電熱線3031の巻き数を4周に変更
 電気融着継手と樹脂管の接続は、図37のフロー図に示した手順で行った。
 以下の(表6)に示すように、同時に加熱を行った実施例1の電気融着継手では、許容範囲内ではあるが、ビードの噴出が発生したり、ビードにくぼみが生じる場合があった。実施例2の電気融着継手は、ビードの噴出の発生およびビードのくぼみが抑制することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 (実施の形態5)
 以下に、本開示にかかる実施の形態について図面を参照しながら説明する。
 <構成>
 (配管構造4100の概要)
 図39は、本開示の実施の形態における電気融着継手4001と、電気融着継手4001によって接続される樹脂管4011(管の一例)と、樹脂管4012(管の一例)とを示す図である。図39は、配管構造4100の分解図ともいえる。配管構造4100は、例えば、電気融着継手4001と、樹脂管4011と、樹脂管4012と、を有する。
 図に示すように、電気融着継手4001は、樹脂管4011および樹脂管4012と融着され、樹脂管4011と樹脂管4012を接続する。
 樹脂管4011、及び樹脂管4012は、それぞれ熱可塑性樹脂で形成されている。具体的には、樹脂管4011、及び樹脂管4012は、ポリエチレンなどのポリオレフィンからなる。
 樹脂管4011及び樹脂管4012には、内部に断面円形状の流路4011f、4012fが延びている。電気融着継手4001には、内部に断面円形状の流路4001fが延びている。樹脂管4011と樹脂管4012が電気融着継手4001によって接続された状態では、樹脂管4011と樹脂管4012と電気融着継手4001の各々の流路の軸線は、同一直線上に配置される。
 なお、電気融着継手4001、樹脂管4011、および樹脂管4012の流路に対して、それぞれの軸線が延びる方向を軸線方向Aとする。また、電気融着継手4001、樹脂管4011、および樹脂管4012において、それぞれの軸線に直交して近接・離間する方向を径方向Bとし、それぞれの軸線回りに回る方向を周方向Cとする。
 樹脂管4011は軸線方向Aのうち電気融着継手4001に対して矢印A1方向に相対移動して電気融着継手4001に接続される。また、樹脂管4012は軸線方向Aのうち電気融着継手4001に対して矢印A2方向に相対移動して電気融着継手4001に接続される。電気融着継手4001に樹脂管4011および樹脂管4012が融着して接続された状態が、配管構造4100を構成する。
 (電気融着継手4001)
 図40は、電気融着継手4001の断面構成を示す図である。
 電気融着継手4001は、図39及び図40に示すように、本体部4002と、発熱部4005と、コネクタ取付部4006と、を有する。
 (本体部4002)
 本体部4002は、熱可塑性樹脂で形成されており、図40に示すように、筒状部4021と、ストッパ部4022と、を有する。筒状部4021は、筒状であって、継手受口部4023と、継手受口部4024と、連設部4025と、を有する。継手受口部4023の内側には、樹脂管4011が挿入される。継手受口部4024の内側には、樹脂管4012が挿入される。
 本体部4002で用いられる熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、230℃未満の融点のものが好ましい。
 図41は、電気融着継手4001の継手受口部4023の内側に樹脂管4011を挿し込み、継手受口部4024の内側に樹脂管4012を挿し込んだ状態を示す断面構成図である。
 継手受口部4023の内径は、樹脂管4011の外径以上に形成されている。また、継手受口部4024の内径は、樹脂管4012の外径以上に形成されている。
 連設部4025は、図40に示すように継手受口部4023と継手受口部4024に連なっており、継手受口部4023と継手受口部4024を接続する。連設部4025は、継手受口部4023と継手受口部4024の間を繋ぐ部分であり、後述するストッパ部4022が径方向Bの内側に設けられている。
 (ストッパ部4022)
 ストッパ部4022は、円環状部分である。ストッパ部4022は、筒状部4021の内面4021aに周方向Cに沿って突条に全周にわたって形成されている。ストッパ部4022も熱可塑性樹脂が含まれ、好ましくは筒状部4021で用いられる熱可塑性樹脂と同一の樹脂で形成される。
 ストッパ部4022は、筒状部4021の内面4021aから径方向の内側に向かって突出するように形成されている。また、ストッパ部4022は、筒状部4021の連設部4025の径方向Bの内側に配置されている。なお、ストッパ部4022は、筒状部4021と一つの部材として形成されてもよいし、筒状部4021と別部材として形成されてもよい。
 ストッパ部4022は、図40に示すように、第1側面4022aと、第2側面4022bと、周面4022cとを有する。周面4022cは、ストッパ部4022の径方向内側の端面である。
 第1側面4022aは、筒状部4021の内面4021aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 第2側面4022bは、筒状部4021の内面4021aから径方向Bの内側に向かって軸線方向Aに対して略垂直に形成されている。
 周面4022cは、第1側面4022aの径方向内側の端と、第2側面4022bの径方向内側の端を繋ぐ。周面4022cは、筒状部4021の内面4021aと概ね平行に形成されている。
 継手受口部4023の内側に樹脂管4011が挿入されると、図41に示すように、ストッパ部4022の第1側面4022aに樹脂管4011の管端4011aが接触し、管端4011aの挿入位置が規制される。なお、第1側面4022aに管端4011aが接触するとは、第1側面4022aに管端4011aが直接接触する場合と、管端4011aが発熱部4005の電熱線4051(後述する)を介して第1側面4022aに間接的に接触する場合を含む。
 継手受口部4024の内側に樹脂管4012が挿入されると、図41に示すように、ストッパ部4022の第2側面4022bに樹脂管4012の管端4012aが接触し、管端4012aの挿入位置が規制される。なお、第2側面4022bに管端4012aが接触するとは、第2側面4022bに管端4012aが直接接触する場合と、管端4012aが発熱部4005の電熱線4051(後述する)を介して第2側面4022bに間接的に接触する場合を含む。
 (発熱部4005)
 発熱部4005は、ストッパ部4022に設けられている。発熱部4005は、電熱線4051を有している。電熱線4051は、軸線方向Aに沿って周方向Cに巻き回されるようにストッパ部4022に設けられている。電熱線4051は、本実施の形態では、ストッパ部4022にたとえば4周巻き回されている。本実施の形態の発熱部4005では、隣り合う電熱線4051は全て接触している。
 電熱線4051は、ストッパ部4022に埋め込まれているが、一部が第1側面4022a、第2側面4022bまたは周面4022cから流路4001f側に露出するようにストッパ部4022に埋められていてもよい。
 電熱線4051は、例えば図40に示すように、導線4051aと、絶縁皮膜4051b(絶縁体の一例)と、を有してもよい。導線4051aは、例えばニクロム線、鉄クロム2種線,鉄クロム1種線,ニッケルクロム線などを用いることができる。導線51aの線径は、φ0.3~0.8mmに設定することができる。φ0.3mm未満の場合、巻き線時の張力で伸長し抵抗値が不安定になるおそれがある。絶縁皮膜4051bを行う設備上、導線4051aの線径は最大0.8mmまでに設定される。また、導線4051aの単位長さの抵抗値は、線径に応じて2~21Ω/m程度である。
 絶縁皮膜4051bは、導線4051aの周囲を覆うように設けられている。絶縁皮膜4051bは、融点が230度以上である。これは、本実施の形態において熱可塑性樹脂が溶融する温度(例えばポリエチレンの場合、電熱線は220度まで加熱する)でも溶融しない温度に設定されている方が好ましい。絶縁皮膜4051bは、例えばフッ素系樹脂またはイミド系樹脂で形成することができるが、ポリイミド系樹脂で形成する方がより好ましい。例えば、導線4051aの厚みは0.1mm以上10mm以下に設定してもよい。
 また、ストッパ部4022における導線4051aと樹脂の体積比は、0.04~0.07になるように設定されている。図42に示すように、一本の導線4051aの断面積をSとし、ストッパ部4022および絶縁皮膜4051bを合わせた断面積をTとすると、導線4051aの体積/ストッパ部4022および絶縁皮膜4051bの体積≒4×S/Tとすることができる。この4S/Tが、0.04~0.07になるように設定されている。図42は、図40のD部拡大図である。
 なお、本実施の形態では、発熱部4005において1本の電熱線4051が隣と接触するように4周巻き回されているが、これに限られるものではなく、3周以下または5周以上であってもよい。また、1本に限らず、2本以上の電熱線4051を巻き回して発熱部4005を形成してもよい。電熱線4051は、隣と接触しないように巻き回されていてもよい。
 (コネクタ取付部4006)
 コネクタ取付部4006は、図40に示すように、2本のピン4061を有する。2本のピン4061は、筒状部4021の外面4021dから径方向の外側に向かって突出するように設けられている。2本のピン4061のうち一方のピン4061は、図40に示すように、筒状部4021の端4021bの近傍に配置され、他方のピン4061は端4021cの近傍に配置されている。2本のピン4061は、図示していないが、発熱部405の電熱線4051と接続されている。ピン4061に、電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が行われると、電熱線4051が発熱する。
 <治具4200>
 次に、本開示にかかる実施の形態の接続方法に用いる治具4200について説明する。治具4200に樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012が配置される。図43は、治具4200を示す図である。図44は、樹脂管4011、電気融着継手4001、および樹脂管4012を治具4200に取り付けた状態を示す図である。図45は、図44の側面図である。
 治具4200は、第1クランプ部4210と、第2クランプ部4220と、軸部4230と、押圧部4240と、規制部4250と、台座4260と、を備える。
 (台座4260)
 台座4260は、板状の部材である。台座4260は、その上面側に配置された第1クランプ部4210、第2クランプ部4220、軸部4230、押圧部4240、および規制部4250を支持する。
 (第1クランプ部4210)
 第1クランプ部4210は、樹脂管4011を挟み込んで固定する。第1クランプ部4210は、下側クランプ部4211と、上側クランプ部4212と、ヒンジ部4213と、締結部4214と、軸受け部4215と、を有する。下側クランプ部4211は、上面に半円形状の凹部4211aが形成された部材である。本実施の形態では、下側クランプ部4211は、上面に半円形状の凹部が形成された概略直方体形状の部材である。
 軸受け部4215は、下側クランプ部4211に設けられている。軸受け部4215は、下側クランプ部4211に形成された貫通孔に挿入されている。軸受け部4215は、凹部4211aよりも下側に配置されている。軸受け部4215の内側に、後述する軸部4230が挿通される。軸受け部4215の軸方向は、凹部4211aの中心軸と平行に配置されている。これにより、第1クランプ部4210は、軸部4230に沿って移動することができる。樹脂管4011、樹脂管4012および電気融着継手4001を治具に配置した状態では、軸受け部4215の軸方向は、軸線方向Aと平行である。
 上側クランプ部4212は、半円形状の凹部4212aが形成された部材である。本実施の形態では、上側クランプ部4212は、所定の一面に半円形状の凹部4212aが形成された概略直方体形状の部材である。
上側クランプ部4212と下側クランプ部4211は、それらに形成された凹部4212aおよび凹部4211aで樹脂管4011の外周を挟み込むことができる。樹脂管4011を挟み込んだ状態において凹部4212aと凹部4211aの中心軸は概ね一致する。また、樹脂管4011を挟み込んだ状態において、この中心軸は上述した軸線方向Aと一致する。
 ヒンジ部4213は、下側クランプ部4211と上側クランプ部4212の端同士を回動可能に連結する。ヒンジ部4213を中心にして下側クランプ部4211に対して上側クランプ部4212が回動可能に構成されている。上側クランプ部4212は、ヒンジ部4213を中心にして回転した際に、その凹部4212aが下側クランプ部4211の凹部4211aと対向するようにヒンジ部4213を介して下側クランプ部4211に取り付けられている。
 ヒンジ部4213を中心に、下側クランプ部4211と上側クランプ部4212の間が開いた状態で、樹脂管4011が下側クランプ部4211の凹部4211aに沿って配置される。その後、上側クランプ部4212がヒンジ部4213を中心に回動し、樹脂管4011が凹部4212aに嵌るように配置される。
 締結部4214は、いわゆるスナップ錠である。締結部4214は、錠本体4214aと、突起4214bと、を有する。締結部4214は、下側クランプ部4211および上側クランプ部4212の凹部4211a、4212aを挟んでヒンジ部4213とは反対側に設けられている。錠本体4214aは、下側クランプ部4211の側面に配置されている、突起4214bは、上側クランプ部4212の側面に配置されている。錠本体4214aは、レバー4214cと、環状部4214dと、を有する。上側クランプ部4212を下側クランプ部4211の上側に回動した状態で、環状部4214dを突起4214bに引っ掛けてレバー4214cを下側に倒すことによって、下側クランプ部4211に対して上側クランプ部4212を閉じた状態で締結することができる。
 (第2クランプ部4220)
 第2クランプ部4220は、樹脂管4012を挟み込んで固定する。第2クランプ部4220は、樹脂管4012の中心軸が樹脂管4011の中心軸と一致するように樹脂管4012を固定する。
 第2クランプ部4220は、下側クランプ部4221と、上側クランプ部4222と、ヒンジ部4223と、締結部4224と、を有する。下側クランプ部4221は、上面に半円形状の凹部4221aが形成された部材である。本実施の形態では、下側クランプ部4221は、上面に半円形状の凹部が形成された概略直方体形状の部材である。下側クランプ部4211は、ブラケット4270を介して台座4260に固定されている。
 上側クランプ部4222は、半円形状の凹部4222aが形成された部材である。本実施の形態では、上側クランプ部4222は、所定の一面に半円形状の凹部4222aが形成された概略直方体形状の部材である。
上側クランプ部4222と下側クランプ部4221は、それらに形成された凹部4222aおよび凹部4221aで樹脂管4012の外周を挟み込むことができる。樹脂管4012を挟み込んだ状態において凹部4222aと凹部4221aの中心軸は概ね一致する。また、樹脂管4012を挟み込んだ状態において、この中心軸は上述した軸線方向Aと一致する。
 ヒンジ部4223は、下側クランプ部4221と上側クランプ部4222の端同士を回動可能に連結する。ヒンジ部4223を中心にして下側クランプ部4221に対して上側クランプ部4222が回動可能に構成されている。上側クランプ部4222は、ヒンジ部4223を中心にして回転した際に、その凹部4222aが下側クランプ部4221の凹部4221aと対向するようにヒンジ部4223を介して下側クランプ部4221に取り付けられている。
 ヒンジ部4223を中心に、下側クランプ部4221と上側クランプ部4222の間が開いた状態で、樹脂管4012が下側クランプ部4221の凹部4221aに沿って配置される。その後、上側クランプ部4222がヒンジ部4223を中心に回動し、樹脂管4012が凹部4222aに嵌るように配置される。
 締結部4224は、いわゆるスナップ錠である。締結部4224は、錠本体4224aと、突起4224bと、を有する。締結部4224は、下側クランプ部4221および上側クランプ部4222の凹部4221a、4222aを挟んでヒンジ部4223とは反対側に設けられている。錠本体4224aは、下側クランプ部4221の側面に配置されている、突起4224bは、上側クランプ部4222の側面に配置されている。錠本体4224aは、レバー4224cと、環状部4224dと、を有する。上側クランプ部4222を下側クランプ部4221の上側に回動した状態で、環状部4224dを突起4224bに引っ掛けてレバー4224cを下側に倒すことによって、下側クランプ部4221に対して上側クランプ部4222を閉じた状態で締結することができる。
 樹脂管4011と樹脂管4012を電気融着継手4001に挿入した状態で、第1クランプ部4210で樹脂管11を挟み、第2クランプ部4220で樹脂管4012を挟むことによって、治具4200に樹脂管4011と樹脂管4012と電気融着継手4001を配置することができる。
 (軸部4230)
 軸部4230は、台座4260に支持されている。軸部4230は、第1クランプ部4210の凹部4211aおよび凹部4212aの中心軸と平行に配置されている。軸部4230は、第2クランプ部4220の凹部4221aおよび凹部4222aの中心軸と平行に配置されている。また、軸部4230は、第1クランプ部4210に固定された樹脂管4011および第2クランプ部4220に固定された樹脂管4012の中心軸と平行に配置されている。軸部4230は、上述した軸線方向Aに沿って配置されている。
 軸部4230は、第2クランプ部4220から第1クランプ部4210側に向かって伸びている。軸部4230には、第1クランプ部4210が、軸部4230に沿って移動可能に取り付けられている。軸部4230は、下側クランプ部4221から下側クランプ部4211に亘って配置されている。第1クランプ部4210の下側クランプ部4211の凹部4211aよりも下方の部分に軸受け部4215が配置されており、軸受け部4215に軸部4230が挿通されている。
 (押圧部4240)
 押圧部4240は、第1クランプ部4210を第2クランプ部4220側に向けて軸部4230に沿って押圧する。押圧部4240は、バネ4241と、ナット4242と、を有する。
 第1クランプ部4210の第2クランプ部4220とは反対側の軸部4230の周囲にバネ4241が配置されている。
 ナット4242は、バネ4241の第1クランプ部4210とは反対側の軸部4230に配置されている。軸部4230の第2クランプ部4220とは反対側の端の周囲には、雄ネジ形状が形成されており、ナット4242の内側に形成された雌ネジ形状と螺合している。ナット4242は、回転させることによって軸部4230に沿って移動可能である。
 バネ4241は、ナット4242と第1クランプ部4210の間に配置されている。ナット4242が軸部4230と螺合して、軸部4230における位置が固定されているため、バネ4241によって第1クランプ部4210に対して第2クランプ部4220に向かう荷重が付加される。荷重は、例えば1~50kgfの範囲で設定でき、3~20kgfの範囲がより好ましい。また、樹脂管4011、4012および電気融着継手4001を治具4200に配置した状態で、ナット4242を回転させて第1クランプ部4210に近づけるとバネ4241が圧縮されるため、第1クランプ部4210にかかる荷重を増やすことができる。一方、ナット4242を回転させて第1クランプ部4210から遠ざけるとバネ4241は伸長するため、第1クランプ部4210にかかる荷重を少なくすることができる。
 なお、図45に示すように、治具4200に樹脂管4011と樹脂管4012と電気融着継手4001を配置した状態で第1クランプ部4210に押圧部4240によって荷重をかけることによって、樹脂管4011の管端4011aと樹脂管4012の管端4012aにストッパ部4022に押し付けられるように荷重が付与される。
 (規制部4250)
 規制部4250は、第1クランプ部4210が押圧部4240によって第2クランプ部4220側に移動しすぎることを規制する。
 規制部4250は、第1クランプ部4210と第2クランプ部4220の間に配置されている。
 規制部4250は、固定部4251と、当接部4252とを有している。固定部4251は、台座4260に固定されている。当接部4252は、固定部4251から上方に延びた部分であり、軸部4230に周囲に配置されている。第1クランプ部4210の軸受け部4215が当接部4252に当接することによって、それ以上第1クランプ部4210が第2クランプ部4220側に移動することを規制することができる。
 <接続方法>
 次に、上述した治具4200を用いた接続方法について説明する。図46は、本実施の形態の接続方法を示すフロー図である。
 はじめに、ステップS4001(挿入工程の一例)において、樹脂管4011および樹脂管4012が電気融着継手4001に挿入される。
 図41に示すように、ストッパ部4022によって樹脂管4011の管端4011aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手4001の継手受口部4023の内側に樹脂管4011が挿入される。次に、ストッパ部4022によって樹脂管4012の管端4012aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手4001の継手受口部4024の内側に樹脂管4012が挿入される。電気融着継手4001に樹脂管4011および樹脂管4012が差し込まれた状態が図41に示されている。なお、ステップS4001の前に、樹脂管4011、4012の小口面(ストッパ部4022との対向面)をスクレープして電気融着継手4001に挿入すると、融着の強度が向上するのでより好ましい。
 この状態で、ステップS4002(配置工程の一例)において、図44および図45に示すように、第1クランプ部4210によって樹脂管4011を挟み込んで固定し、第2クランプ部4220によって樹脂管4012を挟み込んで固定し、治具4200に樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012が配置される。
 樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012を治具4200に固定することによって、ステップS4003(加圧工程の一例)において、押圧部4240の付勢力によって第1クランプ部4210に第2クランプ部4220に向かって荷重が付与される。第1クランプ部4210の第2クランプ部4220に向かう荷重の付与により、樹脂管4011の管端4011aがストッパ部4022の第1側面4022aに押し付けられ、樹脂管4012の管端4012aがストッパ部4022の第2側面4022bに押し付けられる。このとき加え始める外力は、以下の式で算出される値以上の力を加える方が好ましい。
 なお、本実施の形態では、樹脂管4011と樹脂管4012は同じ径のものが用いられている。図47は、樹脂管4011の断面図である。樹脂管4011の内周面4011bと外周面4011cの間の断面積をSとした場合、樹脂管4011に0.15(MPa)×S(mm)以上の値の面圧がかかる方が好ましい。例えば、25Aの管の断面積が140mmの場合、0.15(MPa)×140(mm)となり、21N(2.1kg)以上の荷重をかける方が好ましい。
 また、樹脂管4011と樹脂管4012の径が異なる場合には、断面積が大きい樹脂管の断面積S×0.15MPa以上の値の面圧をかける方が好ましい。
 例えば、押圧部4240に荷重計を設置して、荷重を確認しながら、ナット4242の位置調整を行うことができる。ナット4242を第2クランプ部4220側に向かって移動させることによって、バネ4241による第1クランプ部4210にかかる荷重を大きくすることができる。また、ナット4242を第2クランプ部4220と反対側に向かって移動させることによって、バネ4241による第1クランプ部4210にかかる荷重を小さくすることができる。
 次に、ステップS4004(加熱工程の一例)において、加圧された状態において、コネクタ取付部4006の2本のピン4061に電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が所定時間行われる。
 この通電によって電熱線4051が発熱し、ストッパ部4022、樹脂管4011の管端4011aおよび樹脂管4012の管端4012aが溶融し、ストッパ部4022に密着する。
 なお、通電によってストッパ部4022が溶けて軸線方向Aの幅が小さくなり付与される荷重が小さくなるため、ナット4242を第2クランプ部4220側に向かって移動させることによって、バネ4241による第1クランプ部4210に掛ける荷重を確保することができる。第1クランプ部4210にかける荷重は、上述したS×0.15MPa以上の値が確保される。例えば、断面積Sが140mmの場合、2.1kg以上の荷重が維持される方が好ましい。なお、荷重は、管端4011a、4012aが溶けても変化しないことが望ましいが、変化してもよい。樹脂が溶けている間は荷重を付与しつづけているのが望ましいが、一時的に荷重を加えなくてもよい。
 通電時の電熱線温度は本体部4002を溶融させる温度であればよく、ポリオレフィンの場合は220度以下が好ましい。
 電熱線4051への通電を停止することで発熱が止まり、加熱工程が終了する。
 次に、ステップS4005(冷却工程の一例)において、溶融された樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012の冷却が所定時間行われ、樹脂が固化し、これらは接続一体化する。電熱線4051への通電を停止した後、これらは自然と冷却される。なお、ステップS4004の加熱工程が終了するまで押圧部4240によって上述したS×0.15MPa以上の荷重が確保される方が好ましい。もちろん、ステップS4005の冷却工程で荷重を加えていてもよいし、ステップS4004の途中で荷重を加えるのをやめてもよい。後述する所定のビードRが形成されれば、荷重を加えるのをやめればよい。
 以上のように、ナット4242を調整することによって、バネ4241による荷重が2.1kgを下回らないように設定される。
 なお、同じ配管構造4100を繰り返し作成する場合は、初回もしくは初回から複数回のみ荷重計を設置して、時間経過に伴うナット4242の位置を記録し、後の作成においては荷重計を設置せずに、記録した時間経過に伴う位置を利用してもよい。
 図48は、樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012が溶融して接続された融着状態を示す図である。図48に示すように、ストッパ部4022が溶融し、樹脂管4011、4012よって押されて狭まり、樹脂部4022Tが形成されている。樹脂部4022Tは、樹脂管4011と樹脂管4012の間を埋めており樹脂管4011、4012よりも内側に突出したビードRを形成する。ビードRは、周方向において均一の高さで突出している方が好ましい。
 なお、図40においてストッパ部4022において隣接して巻き回された電熱線4051のうち軸線方向Aに沿った両端の電熱線を4051e1と4051e2とすると、電熱線4051e1と40電熱線51e2の間の軸線方向Aに沿った距離はL1となる。図40の構成では、電熱線4051が隣接して巻き回されているため、距離L1には、電熱線4051が2つ分配置される。距離L1は、概ね電熱線51の直径と2(電熱線2つ分)の積となる。
 一方、図48に示す配管構造4100では、樹脂管401140、12によって加圧されているため、両端の電熱線4051e1と電熱線4051e2が中央に移動されて電熱線4051e1と電熱線4051e2の間の軸線方向Aに沿った間隔L2は、融着前の距離L1よりも小さくなる。このため、融着後の距離L2は、電熱線4051の直径と2(電熱線2つ分)の積よりも小さくなる。
 図49(a)は、樹脂管4011、4012およびストッパ部4022を示す模式図である。図49(b)は、溶融して接続した後の状態の樹脂管4011、4012およびストッパ部4022を示す模式図である。図49(b)において、ストッパ部4022の溶融後に残った残存部分が4022pで示されている。図49(c)は、ストッパ部4022のうち残存部分4022pと、それ以外の補填部分4022qを示す。図49(c)に示すように、ストッパ部4022のうち残存部分4022p以外の補填部分4022qが、溶融後の樹脂管4011、樹脂管4012および残存部分4022pで囲まれる間隙Dを補填する。間隙Dが図49(d)に示される。図49(d)では、間隙Dを塗りつぶして示している。ここで、樹脂管4011、4012の内周面よりも内側に盛り上がるビードRを形成するために、間隙Dの体積よりも補填部分4022qの体積が大きく設定されている。例えば、補填部分4022q/間隙D×100(%)が、130~300%に設定する方が好ましい。なお、残存部分4022pの軸線方向Aに沿った幅の長さは、例えば1mmになる。
 <配管構造4100の超純水用途>
 本開示にかかる実施の形態の配管構造4100は、例えば超純水の輸送に用いることができる。具体的には、本開示にかかる実施の形態の超純水用の配管構造4100は、超純水製造装置内の配管、超純水製造装置からユースポイントに超純水を輸送する配管、及びユースポイントからの超純水返送用配管等として用いることができる。
 超純水とは、極度に純度の高い水であり、例えば半導体素子などの電子機器の洗浄に好適に用いられるものである。超純水のグレードを表すための指標は多々あるが、この実施形態では、超純水の電気抵抗率は18.2MΩ・cm以上であり、TOCは50ppb以下である。
 本開示にかかる実施の形態の配管構造4100は、超純水に対する要求水質が特に厳格な、原子力発電用水配管、若しくは、医薬品の製造工程、半導体素子又は液晶、より好ましくは半導体素子の製造工程における洗浄などの湿式処理工程で用いられる超純水の輸送配管であることが好ましい。当該半導体素子としても、より高い集積度を有するものが好ましく、具体的には、最小線幅65nm以下の半導体素子の製造工程で用いられることがより好ましい。半導体製造に使用される超純水の品質等に関する規格としては、例えばSEMI F75が挙げられる。
 また、本発開示にかかる実施の形態の配管構造4100はポリエチレン系樹脂層を有しているため、施工性に優れる。たとえば、比較的低温で、EF(電気融着)接合といった融着施工を容易に行うことができる。
 <特徴等>
 本実施の形態の接続方法では、ステップS4004(加熱工程の一例)の前またはステップS4004の途中からストッパ部4022に向けて樹脂管4011、4012(管の一例)に外力を加え始め、所定時間の間、外力を加え続けることによって、樹脂管4011、4012が電気融着継手1のストッパ部4022に押し付けられながら融着が進むため、樹脂管4011、4012と電気融着継手4001の間においてクレビスの発生を抑制することができる。なお、所定時間とは、少なくともビードRが形成される時間といえる。
 本実施の形態の接続方法では、樹脂管4011、4012の断面積をSとすると、ステップS4003(加圧工程の一例)において、0.15MPa×S以上の外力を加え始めることにより、適切な外力で管をストッパ部に押し付けはじめることができる。
 本実施の形態の接続方法では、所定時間の間、0.15MPa×S以上の外力が加え続けられるため、適切な外力で管をストッパ部4022に押し続けることができる。
 本実施の形態の配管構造4100では、樹脂管4011、4012の内面から内側に突出したビードR(樹脂部の一例)が形成されることによって、樹脂管4011、4012と電気融着継手1の間においてクレビスの発生を抑制することができる。
 <他の実施の形態>
 以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 (A)
 上記実施の形態では、第1クランプ部4210に対して荷重を付加する押圧部として、バネ4241およびナット4242が用いられているが、これに限らなくてもよく、モータやシリンダ等であってもよい。また、管端4011a、4012aをストッパ部4022に押し付けることは、第1クランプ部4210への荷重の付加または移動量のいずれによるものであってもよい。
 また、モータやシリンダを用いて荷重を負荷する場合、電気融着装置と連動して制御されてもよい。たとえば、あらかじめ設定されたプログラムに従って、所定以上の荷重が維持されるように、電気融着装置による加熱時間の経過に従ってモータやシリンダを制御してもよい。
 (B)
 上記実施の形態では、ストッパ部4022にのみ発熱部4005が設けられているが、継手受口部4023、4024に発熱部4007、4008が設けられていてもよい。図50は、継手受口部4023、4024に発熱部4007、4008が設けられた構成の電気融着継手4001´を示す断面図である。
 図50に示す電気融着継手4001´では、発熱部4007は、筒状部4021の一方の端である継手受口部4023において内面4021aに埋め込まれた電熱線4071を有している。
 電熱線4071は、内面4021aに沿って周方向に沿って2周巻き回されるように配置されている。電熱線4071は、内面4021aの近傍に配置されている。なお、電熱線4071は、一部が流路4001f側に露出するように筒状部4021に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 発熱部4008は、図50に示すように筒状部4021の他方の端である継手受口部4024において内面4021aに埋め込まれた電熱線4081を有している。電熱線4081は、内面4021aに沿って周方向に沿って2周巻き回されるように配置されている。電熱線4081は、内面4021aの近傍に配置されている。なお、電熱線4081は、一部が流路4001f側に露出するように筒状部4021に埋められていてもよいし、完全に埋設されていてもよい。
 電熱線4071、4081は、電熱線4051と同様の構成であってもよい。
 なお、発熱部4007、4008の構成は、図50の構成に限らなくてもよく、1本の電熱線が2周巻き回されていなくてもよく、3周以上巻き回されてもよいし、2本の電熱線が巻き回されてもよい。更に、発熱部4007、4008の構成は、図50では左右対称に設けられているが、左右対称に限らなくてもよい。発熱部4007、4008は、ストッパ部4022の隣に設けられているが、所定の間隔を空けて設けられていてもよい。
 また、図50の構成では電熱線4071および電熱線4081は隣と接触しているが、全部または一部が接触していなくてもよい。
 (C)
 上記実施の形態では、軸線方向Aに沿って視た場合、ストッパ部4022の外径は円形状であるが、円に限らなくても良く、多角形状であってもよい。
 (D)
 上記実施の形態では、電気融着継手4001、4001´の流路はいずれも直線状に形成されているが、流路が曲がっているエルボ継手であってもよい。
 (E)
 上記実施の形態および(B)では、発熱部4005、4007、4008の電熱線4051、4071、4081に同じものを使用しているため、すべての電熱線4051、4071、4081に絶縁皮膜が設けられているが、これに限らなくてもよい。しかしながら、少なくとも電熱線4051には絶縁皮膜が設けられているほうが好ましい。これは、樹脂管4011および樹脂管4012によって加圧されて電熱線4051同士が接触しやすいためである。
 (F)
 上記実施の形態では、発熱部4005に通電する前から押圧部4240によって電気融着継手4001に樹脂管4011と樹脂管4012を加圧しているが、発熱部4005に通電した後、通電中の途中から加圧を行ってもよい。
(実施例)
 以下、本実施の形態について実施例を用いて詳細に説明する。
 実施例に用いた電気融着継手は、以下の(表7)に示すように、ストッパ部4022における電熱線4051の本数は、図40と同様に4本に設定した。また、ステップS4004の融着開始時の押し圧を3.2kgとし、ステップS4004の融着時の押し圧を2.1kgで維持し、ステップS4004の終了時の押し圧を2.1kgとした。
 具体的には、荷重計を設置して、はじめにバネ4241による圧力を3.2kgに設定し、融着が進むと融着の中盤において、ストッパ部4022が溶けて圧が例えば2.5kgに低下した。そして、融着後半になると、ストッパ部22が更に溶けて圧が例えば2.1kgまで低下したため、ナット4242を第2クランプ部4220側に移動させてバネ4241による圧力が2.1kgを下回らないように調整を行った。
 一方、比較例では、(表7)に示すように、実施例と同様の電気融着継手を用いたが、ステップS4003における加圧を行わずに融着を行った。そのため、下記の(表7)では、融着開始時の押し圧および融着終了時の押し圧がともにゼロとなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 上記実施例1と比較例1の配管構造を用いて、融着強度の確認と、クレビスが発生しているか否かの判定を行った。
 融着強度の確認は、図51に示すように配管構造を上下方向に沿って配置し、上下方向に融着した樹脂管4011、4012を引っ張った(矢印参照)。引張速度は、JIS規格を用いた。図51に示すように引っ張った結果、樹脂管が伸びるが、電気融着継手と樹脂管は接続された状態となっている場合に合格とした。例えば、樹脂管が25Aの場合、5000N以上を達成したときに合格とした。また、図51に示すように引っ張った結果、電気融着継手と樹脂管が外れた場合に不合格とした。例えば、樹脂管が25Aの場合、5000N未満で樹脂管が電気融着継手から外れたときに不合格とした。
 クレビスが発生しているか否かの判定は、断面にマジックでインキをつけ、インクが滲み込むか否かで判定を行った。例えば、図52(a)に示すように、ストッパ部4022が溶融して変形した樹脂部4022Tと樹脂管4011の管端4011aとの間にクレビスV1が存在する場合、インキをつけると、図52(b)のWに示すように、インキが樹脂部4022Tと管端4011aに滲み込むことになる。インキが滲み込んだ場合、クレビスが存在するとして不合格とした。また、インキが滲み込まない場合、クレビスが発生していないとして合格とした。
 実施例の配管構造4100では、融着強度の確認およびクレビス発生の確認のいずれも合格であった。一方、比較例の配管構造では、融着強度の確認およびクレビス発生の確認のいずれも不合格であった。
 以上より、本実施例の配管構造および接続方法によって、クレビスの発生を抑制でき、融着強度の確保も可能なことがわかる。
 従来の樹脂管や、樹脂層および金属補強層を有する金属補強複合管などの樹脂が用いられた管体どうしを接続する際に、電気融着継手が多用されている(例えば、特開2016-194340、特開平5-318596号公報参照)。
 例えば、特許文献1に示す電気融着継手は、両端部それぞれに接続対象の管体が挿し込まれる継手受口部が形成された熱可塑性樹脂製の継手本体と、継手本体の内周面側に埋設されている電熱線と、を有している。また、継手本体の内周面には、内側に向かって突出して管体の位置を規制するストッパ部が設けられている。
 電気融着継手の2つの挿し口部に接続対象の管体をそれぞれ挿し込んだ状態で発熱体を発熱させることより、発熱体周囲における挿し口部の外周部の樹脂と管体の内周部の樹脂とが融着し、電気融着継手を介して管体どうしが接続される。
 また、特開平5-318596号公報には、ストッパ部に電熱線が設けられた構成の電気融着継手が開示されている。
 しかしながら、発明者等の検討によれば、特許文献1、2に示すような構成の電気融着継手を用いた配管構造をプラント内の配管に用いた場合、水や薬液の流れが、継手のストッパ部と樹脂配管の端面との隙間(クレビス)にぶつかることで発生する乱流によって、一部の水や薬液が配管内に滞留するという問題を見出した。
 このように滞留した水や薬液には、微生物が繁殖し水質悪化を引き起こしたり、薬液の劣化によって純度低下を引き起したりするため、半導体製造用配管等では、製品歩留まり悪化を引き起こすことがある。
 本開示は、クレビスの発生を抑制することが可能な接続方法、および配管構造を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、第1の開示にかかる接続方法は、熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、継手受口部の内側に管が挿入された際に管の管端の位置を規制するように本体部の内面に内側に突出して設けられたストッパ部と、ストッパ部に配置された絶縁体に被膜された電熱線を含む発熱部と、を備え、熱可塑性樹脂を含む電気融着継手と、管を接続する接続方法であって、挿入工程と、加熱工程と、加圧工程と、を備える。挿入工程は、電気融着継手の継手受口部の内側に管を挿入する。加熱工程は、発熱部の電熱線に通電する。加圧工程は、加熱工程の前、または加熱工程の途中から所定時間の間、ストッパ部に向けて管に外力を加える。
 このように、加熱工程の前または加熱工程の途中から所定時間の間、ストッパ部に向けて管に外力を加えることによって、管が電気融着継手のストッパ部に押し付けられながら融着が進むため、管と電気融着継手の間においてクレビスの発生を抑制することができる。
 第2の開示にかかる接続方法は、第1の開示にかかる接続方法であって、管の断面積をSとすると、加圧工程において、0.15(MPa)×S(mm)以上の外力を加え始める。
 これにより、適切な外力で管をストッパ部に押し付けることが出来る。
 第3の開示にかかる接続方法は、第2の開示にかかる接続方法であって、所定時間の間、0.15(MPa)×S(mm)以上の外力が加え続けられる。
 これにより、適切な外力で管をストッパ部に押し続けることができる。なお、外力は一定でなくてもよい。
 第4の開示にかかる配管構造は、電気融着継手と管が融着された配管構造であって、管と、筒状部と、樹脂部と、複数の電熱線と、を備える。管は、熱可塑性樹脂を含む。筒状部は、管が内側に挿入された継手受口部を有し、熱可塑性樹脂を含む。樹脂部は、管と筒状部を接続し、管の内面より内側に周方向に沿って突出している。複数の電熱線は、樹脂部に配置され、絶縁体に被膜されている。管の軸方向に沿った両端の電熱線の間の距離が、両端の間に配置された前記電熱線の数と直径の積よりも短い。
 このように、樹脂部によって管の内面から内側に突出したビードが形成されることによって、管と電気融着継手の間においてクレビスの発生を抑制することができる。
 本開示によれば、クレビスの発生を抑制することが可能な接続方法、および配管構造を提供することができる。
 実施の形態において述べた上記目的を達成する電気融着継手を用いた接続方法および配管構造は、以下の発明として記載することができる。
 (1)
 熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、前記継手受口部の内側に前記管が挿入された際に前記管の管端の位置を規制するように前記本体部の内面に内側に突出して設けられたストッパ部と、前記ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を含む発熱部と、を備え、熱可塑性樹脂を含む電気融着継手と、前記管を接続する接続方法であって、
 前記電気融着継手の前記継手受口部の内側に前記管を挿入する挿入工程と、
 前記発熱部の電熱線に通電する加熱工程と、
 前記加熱工程の前、または前記加熱工程の途中から所定時間の間、前記ストッパ部に向けて前記管に外力を加え続ける加圧工程と、を備えた、
接続方法。
 (2)
 前記管の断面積をSとすると、前記加圧工程において、0.15MPa×S(mm)以上の外力を加え始める、
 上記(1)に記載の接続方法。
 (3)
 前記加圧工程において、前記所定時間の間、0.15MPa×S(mm)以上の外力が加え続けられる、
上記(2)に記載の接続方法。
 (4)
 電気融着継手と管が融着された配管構造であって、
 熱可塑性樹脂を含む管と、
 前記管が内側に挿入された継手受口部を有し、熱可塑性樹脂を含む筒状部と、
 前記管と前記筒状部を接続し、前記管の内面より内側に周方向に沿って突出した樹脂部と、
 前記樹脂部に配置され、絶縁体に被膜された複数の電熱線と、を備え、
 前記管の軸方向に沿った両端の前記電熱線の間の距離が、前記両端の間に配置された前記電熱線の数と直径の積よりも短い、
配管構造。
 (実施の形態6)
 次に、本開示に係る実施の形態6の電気融着継手と樹脂管の接続方法について説明する。本実施の形態6の接続方法は、実施の形態5と比べて加圧するタイミングが異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。なお、電気融着継手、樹脂管、治具の構成は実施の形態5と同様であるため、説明を省略する。
 図53は、本実施の形態6の接続方法を示すフロー図である。
 はじめに、ステップS5001(挿入工程の一例)において、樹脂管4011および樹脂管4012が電気融着継手4001に挿入される。
 図41に示すように、ストッパ部4022によって樹脂管4011の管端4011aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手4001の継手受口部4023の内側に樹脂管4011が挿入される。次に、ストッパ部4022によって樹脂管4012の管端4012aの相対的な移動が規制されるまで、電気融着継手4001の継手受口部4024の内側に樹脂管4012が挿入される。電気融着継手4001に樹脂管4011および樹脂管4012が差し込まれた状態が図41に示されている。なお、ステップS5001の前に、樹脂管4011、4012の小口面(ストッパ部4022との対向面)をスクレープして電気融着継手4001に挿入すると、融着の強度が向上するのでより好ましい。
 この状態で、ステップS5002(配置工程の一例)において、図44および図45に示すように、第1クランプ部4210によって樹脂管4011を挟み込んで固定し、第2クランプ部4220によって樹脂管4012を挟み込んで固定し、治具4200に樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012が配置される。
 次に、ステップS5003(加熱工程の一例)において、加圧された状態において、コネクタ取付部4006の2本のピン4061に電気融着装置のコネクタが取り付けられ、通電が所定時間行われる。このステップS5003を開始するときには、ナット4242の位置調整を行い、押圧部4240によって荷重がかからないように設定されている。
 このように、通電開始の初期状態では、押圧部4240による荷重は0kgに設定されている。なお、押圧部4240に荷重計を設けて計測を行ってもよい。
 この通電によって電熱線4051が発熱し、ストッパ部4022、樹脂管4011の管端4011aおよび樹脂管4012の管端4012aが溶融し、ストッパ部4022に密着する。
 ステップS5003の通電によってストッパ部4022が溶けだし、樹脂温度が160度を超えたタイミングで、ステップS5004(加圧工程の一例)において、ナット4242を第2クランプ部4220側に向かって移動させることによって、バネ4241によって第1クランプ部4210に荷重を付加する。
 このように、樹脂が十分に溶けてから荷重を付加して樹脂管4011、4012を電気融着継手4001に押し込むことによって、ビードRの乱れの発生を低減することができる。
 ステップS5004において、第1クランプ部4210にかける荷重は、上述したS×0.15MPa以上の値が確保される方が好ましい。例えば、断面積Sが140mmの場合、2.1kg以上の荷重が維持される方が好ましい。なお、荷重は、管端4011a、4012aが溶けても変化しないことが望ましいが、変化してもよい。樹脂が溶けている間は荷重を付与しつづけているのが望ましいが、一時的に荷重を加えなくてもよい。
 通電時の電熱線温度は本体部4002を溶融させる温度であればよく、ポリオレフィンの場合は220度以下が好ましい。
 次に、ステップS5005において、電熱線4051への通電を停止することで発熱が止まる。
 次に、ステップS5006(冷却工程の一例)において、溶融された樹脂管4011、電気融着継手4001および樹脂管4012の冷却が所定時間行われ、樹脂が固化し、これらは接続一体化する。電熱線4051への通電を停止した後、これらは自然と冷却される。なお、ステップS5005において通電が停止されるまで押圧部4240によって上述したS×0.15MPa以上の荷重が確保される方が好ましい。もちろん、ステップS5006の冷却工程で荷重を加えていてもよいし、ステップS5006の途中で荷重を加えるのをやめてもよい。後述する所定のビードRが形成されれば、荷重を加えるのをやめればよい。
 (実施例)
 本実施の形態5の上述した実施例1では、加熱工程と同時に加圧を開始し、2.1kgの荷重を保持した。
 本実施例2では、加熱工程の開始時には、押圧部4240による加圧を行わず、樹脂温度が160度を超えてから2.1kgの荷重を付加し、2.1kgの荷重を保持した。
 以下の表に、上述した比較例1、実施例1とともに実施例2における結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 以上のように、加熱工程を開始し、樹脂の温度が上昇してから加圧を行う方が融着強度、クレビスの有無からより好ましいことが分かる。
 実施の形態において述べた上記目的を達成する電気融着継手を用いた接続方法は、以下の発明として記載することができる。
 (1)
 熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、前記継手受口部の内側に前記管が挿入された際に前記管の管端の位置を規制するように前記本体部の内面に内側に突出して設けられたストッパ部と、前記ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を含む発熱部と、を備え、熱可塑性樹脂を含む電気融着継手と、前記管を接続する接続方法であって、
 前記電気融着継手の前記継手受口部の内側に前記管を挿入する挿入工程と、
 前記発熱部の電熱線に通電する加熱工程と、
 前記加熱工程の途中から所定時間の間、前記ストッパ部に向けて前記管に外力を加え続ける加圧工程と、を備えた、
接続方法。
 (実施の形態7)
 次に、本開示に係る実施の形態7の電気融着継手5001について説明する。本実施の形態7の電気融着継手5001は、図17に示す電気融着継手1001´と比較して、ストッパ部1022の外側の連設部1025が周方向の全周に亘って薄肉化されている。
 図54は、薄肉化された連設部5025が設けられた電気融着継手5001を示す断面図である。電気融着継手5001は、樹脂管1011、1012と融着すると、図55のMで示すように樹脂が膨張して連設部1025が盛り上がる。なお、図55では、樹脂管1011、1012を省略し、連設部1025の外側が盛り上がった状態のみ示す。
 内側のビードRの盛り上がりは確認し難いが、樹脂の盛り上がりを目視することによって、全体が均一に加熱されビードRが均一に形成されたことを確認することができる。ビードRが均一に盛り上がって形成されていない状態が図56(a)に示され、ビードRが均一に盛り上がって形成された状態が図56(b)に示されている。ストッパ部5022および樹脂管5011の内周面から内側に盛り上がった樹脂がRで示されており、凹みがQで示されている。
 なお、本実施の形態7の変形例として、薄肉化した連設部5025を設ける代わりに、図57に示す電気融着継手6001のように、連設部1025の外表面にインジケータを設けてもよい。インジケータ6100は、連設部1025の外表面に形成された凹部1025a内に配置されている。電気融着継手6001を樹脂管1011、1012と融着すると、J部拡大図に示すように、インジケータ6100が隆起する。なお、管端融着が正常に完了されるためにはストッパ部1022が十分に加熱(200度以上)され、樹脂管1011、1012が押し込まれることが必要であり、双方を満たすと、インジケータ6100の底面の樹脂が膨張して継手外側に移動しようとし、面圧が発生するためインジケータ6100が隆起する。インジケータ6100は、周方向に1つだけ設けても良いが、複数設けてもよい。
 従来は、融着後の製品外観から融着の合否判定ができなかったが、インジケータ6100の設置、または連設部5025の薄肉化によって、外観での目視判定が可能となり、施工不良をその場で判定でき、配管後に融着し忘れた箇所がないかを確認でき、融着済みがわかるために同じ箇所を誤って2回融着しない等の効果を発揮できる。
 なお、本実施の形態7に記載の薄肉化した連設部5025またはインジケータ6100は、上述した実施の形態1~7のいずれかの電気融着継手に適用してもよい。
 また、上述した実施の形態1~7に記載した内容は適宜組み合わせてもよい。
 本開示の電気融着継手は、クレビスや、内面の凸部の発生を抑制することが可能な効果を有し、例えば超純水用の配管構造などとして有用である。
1    :電気融着継手
2    :本体部
3    :第1発熱部
4    :第1発熱部
5    :第2発熱部
21a  :内面
22   :ストッパ部
23   :継手受口部
24   :継手受口部

Claims (14)

  1.  熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、
     前記本体部の内面に内側に突出するように設けられ、前記継手受口部の内側に前記管が挿入された際に前記管の管端の挿入位置を規制可能なストッパ部と、
     巻き回されて前記継手受口部に配置された電熱線を含む第1発熱部と、
     隣り合うように巻き回されて前記ストッパ部に配置された電熱線を含む第2発熱部と、を備え、
     前記第1発熱部は、前記電熱線が隣り合うように巻き回された発熱部分を1つまたは複数有し、
     前記第2発熱部における前記電熱線の隣り合う巻き数は、前記第2発熱部の隣の前記発熱部分における前記電熱線の隣り合う巻き数以下である、
    電気融着継手。
  2.  前記第1発熱部における電熱線密度が、前記第2発熱部における電熱線密度より小さい、
    請求項1に記載の電気融着継手。
  3.  前記第1発熱部における電熱線密度が、前記第2発熱部における電熱線密度の0.55倍以下である、
    請求項2に記載の電気融着継手。
  4.  前記第1発熱部において、前記管の挿入方向において前記電熱線が所定数巻き回された前記発熱部分ごとに所定間隔が空けられており、
     前記第2発熱部における全ての前記電熱線は、隣り合う前記電熱線と接触している、
    請求項1または2に記載の電気融着継手。
  5.  前記第2発熱部は、3巻き以上の電熱線を含む、
    請求項1~4のいずれか1項に記載の電気融着継手。
  6.  前記第1発熱部は、前記発熱部分を1つ有し、
     前記発熱部分における隣り合う前記電熱線は、接触しており、
     前記第2発熱部における前記電熱線は、接触している、
    請求項1に記載の電気融着継手。
  7.  前記本体部の軸に沿った方向における前記第1発熱部の前記ストッパ部からの距離をLとし、前記継手受口部の内径をdとすると、
     前記管の外径が25mm以下の場合、d/Lは2.5以下に設定され、前記管の外径が32mm以上50mm以下の場合d/Lは3.5以下に設定され、前記管の外径が63mm以上90mm以下の場合d/Lは4.0以下に設定され、前記管の外径が110mm以上160mm以下の場合、d/Lは5.5以下に設定され、前記管の外径が225mm以上の場合、d/Lは6.5以下に設定される、
    請求項1に記載の電気融着継手。
  8.  前記本体部の軸に沿った方向における前記第1発熱部の前記ストッパ部からの距離をLとすると、
     前記距離Lは、ゼロに設定されており、
     前記第1発熱部は、前記本体部の軸に沿った方向において前記ストッパ部に隣り合って配置されている、
    請求項1に記載の電気融着継手。
  9.  前記第1発熱部は、2周以上巻き回された前記電熱線を有している、
    請求項7または8に記載の電気融着継手。
  10.  前記第2発熱部における前記電熱線は、絶縁体に被膜されている、
    請求項1~9のいずれか1項に記載の電気融着継手。
  11.  前記本体部は、前記第2発熱部と、前記第2発熱部の隣の前記発熱部分との間に、内面から外面まで貫通して形成された貫通穴を有する、
    請求項1に記載の電気融着継手。
  12.  請求項1に記載の電気融着継手の製造方法であって、
     前記第1発熱部の電熱線と前記第2発熱部の電熱線が繋がっており、
     前記第1発熱部の電熱線が配置される段差状に形成された第1配置部と、前記第2発熱部の電熱線を配置する第2配置部と、を備えた巻き線コアに前記電熱線を配置する工程と、
     前記電熱線を配置した前記巻き線コアを、前記第2配置部がゲートに対向するように金型内に挿入する工程と、
     前記ゲートから樹脂を射出して成形を行う工程と、を備えた、
    電気融着継手の製造方法。
  13.  熱可塑性樹脂を含む管が内側に挿入可能な継手受口部を有する筒状の本体部と、前記継手受口部の内側に前記管が挿入された際に前記管の管端の位置を規制するように前記本体部の内面に内側に突出して設けられたストッパ部と、前記ストッパ部に配置され、絶縁体に被膜された電熱線を含む発熱部と、を備え、熱可塑性樹脂を含む電気融着継手と、前記管を接続する接続方法であって、
     前記電気融着継手の前記継手受口部の内側に前記管を挿入する挿入工程と、
     前記発熱部の電熱線に通電する加熱工程と、
     前記加熱工程において、前記ストッパ部に向けて前記管に外力を加える加圧工程と、を備えた、接続方法。
  14.  前記加圧工程は、熱可塑性樹脂の温度が160度を超えてから前記管に外力を加え始める、
    請求項13に記載の接続方法。
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