| 【発明の名称】 |
樹脂管の接続方法及び樹脂継手 |
| 【発明者】 |
【氏名】西村 寛之
【氏名】前羽 博行
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| 【要約】 |
【課題】融着強度を高く維持しながら、スクレイプ作業やアセトン等の清掃作業を不要にする方法を提供する。
【解決手段】熱エネルギーを発生する電熱体４が埋設されている熱可塑性の樹脂継手１を、熱可塑性の樹脂管８に外嵌した後、電熱体４に電力を供給して熱エネルギーを発生させ、樹脂継手１と樹脂管８とを融着させるに、電熱体４に電力を供給する前に、樹脂管８の被融着部に、熱収縮性の環状体９を外嵌しておく。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 熱エネルギーを発生する電熱体が埋設されている熱可塑性の樹脂継手を、熱可塑性の樹脂管に外嵌した後、前記電熱体に電力を供給して熱エネルギーを発生させ、前記樹脂継手と前記樹脂管とを融着させる樹脂管の接続方法であって、前記電熱体に電力を供給する前に、前記樹脂管の被融着部に、熱収縮性の環状体を外嵌しておく樹脂管の接続方法。
【請求項２】 前記環状体は、変態温度以下で引張歪みが付加されている形状記憶合金で形成されたものである請求項１記載の樹脂管の接続方法。
【請求項３】 前記環状体は、熱収縮性樹脂から形成されたものである請求項１記載の樹脂管の接続方法。
【請求項４】 前記熱収縮性樹脂は、延伸配向された架橋ポリオレフィン樹脂または、フッ素樹脂である請求項３ 記載の樹脂管の接続方法。
【請求項５】 熱エネルギーを発生する電熱体が埋設されている熱可塑性の樹脂継手を、熱可塑性の樹脂管に外嵌した後、前記電熱体に電力を供給して熱エネルギーを発生させ、前記樹脂継手と前記樹脂管とを融着させる樹脂管の接続方法であって、前記電熱体に電力を供給する前に、線膨張率が前記樹脂管より低い環状体を、前記樹脂管の被融着部に外嵌しておく樹脂管の接続方法。
【請求項６】 前記環状体は、炭素繊維から形成されたものである請求項５記載の樹脂管の接続方法。
【請求項７】 前記環状体は、線材をリング状に繋いだものである請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂管の接続方法。
【請求項８】 前記環状体は、網状の帯を環状に繋いだものである請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂管の接続方法。
【請求項９】 前記環状体は、線材を螺旋状に巻回したものである請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂管の接続方法。
【請求項１０】 熱可塑性の樹脂管に対して外嵌自在で、熱可塑性樹脂から成る継手本体を設け、その継手本体と前記樹脂管とを融着させるための熱エネルギーを発生する電熱体が、前記継手本体に埋設されている樹脂継手であって、前記電熱体を、変態温度以下で引張歪みが付加されている形状記憶合金から形成してある樹脂継手。
【請求項１１】 熱可塑性の樹脂管に対して外嵌自在で、熱可塑性樹脂から成る継手本体を設け、その継手本体と前記樹脂管とを融着させるための熱エネルギーを発生する電熱体が、前記継手本体に埋設されている樹脂継手であって、前記継手本体の融着内周部に、熱収縮性の環状体を配設してある樹脂継手。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギーを発生する電熱体が埋設されている熱可塑性の樹脂継手を、熱可塑性の樹脂管に外嵌した後、前記電熱体に電力を供給して熱エネルギーを発生させ、前記樹脂継手と前記樹脂管とを融着させる樹脂管の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記樹脂継手と前記樹脂管との融着状態を良好にするために、前記電熱体に電力を供給する前に、融着操作に先立って、前記樹脂管の被融着面の切削（スクレイプ）を行い、そのスクレイプ面を、アセトンやアルコール等で清掃するという前処理を行う必要があり、その後、前記樹脂継手への前記樹脂管の嵌め込みを行い、前記電熱体に電力を供給して融着を行う方法が取られていた。即ち、キズや表面酸化等の劣化がみられる被融着面を、スクレイプにより削り取り、更にそこに付着した土砂、ゴミ、削りかすや、油等の汚れを、アセトンや、アルコール等で拭き取る事により、被融着面どうしの間に存在する融着阻害物を除去している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術では、スクレイプ作業に慎重を要し、大変煩雑であり、また、アセトン等による清掃も煩雑であり、融着作業に長時間を要するという不具合があった。また、スクレイプ作業やアセトン等の清掃が、不十分な場合には、融着界面の強度が低下したり、界面から気密試験時にリークが発生することがある。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消させるべく、融着強度を高く維持しながら、スクレイプ作業やアセトン等の清掃作業を不要にする方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（構成及び作用）上記目的を達成するための本発明の特徴構成は、電熱体に電力を供給する前に、樹脂管の被融着部に、熱収縮性の環状体を外嵌しておくことにある。従って、電熱体に、電力を供給すると、互いに接触した樹脂管と樹脂継手の融着部が、電熱体の加熱により、溶融しながら径方向の外側に熱膨張する。この時、前記熱収縮性の環状体は、径方向の内側に縮径する。そして、両者の径方向への相対移動により、環状体が樹脂管の外面に食い込んで、樹脂管と樹脂継手の界面は、乱されながら、汚れていない新しい溶融樹脂どうしが混ざり合い、互いに、強固に融着一体化した接続部が、形成される。尚、前記環状体が、形状記憶合金であることによって、樹脂管と樹脂継手との間に配置できる、細くて確実に収縮できる環状体を、提供でき、また、延伸配向された架橋ポリオレフィン樹脂または、フッ素樹脂などの熱収縮性樹脂で、環状体が形成されていれば、熱収縮後、同種の樹脂なら樹脂管や樹脂継手と共に相溶して一体化する。前記環状体は、炭素繊維のような、線膨張率が樹脂管より低いものであっても、樹脂管と樹脂継手との熱膨張に伴う溶融時に、同様の融着界面の乱し作用を、発揮する。前記環状体は、線材をリング状に繋いだもの、網状の帯を環状に繋いだもの、線材を螺旋状に巻回したものであっても、同様の作用をする。また、前記電熱体が、形状記憶合金でできていれば、前記環状体との兼用化が図れ、樹脂継手に簡単に装着できる。そして、継手本体の融着内周部に、熱収縮性の環状体を配設してある樹脂継手は、樹脂管に嵌めつけるだけで、簡単に、融着接続施工が、出来る。
（効果）従って、樹脂管の表面に、傷や酸化膜等の劣化や、ゴミや、油等の汚れが、多少存在していても、従来のように、スクレイプ作業やアセトン等の、清掃が不要になり、接続強度を著しく低下させずに、施工性の良い熱可塑性樹脂管の融着技術を、提供することができた。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に示すように、熱可塑性のポリエチレン樹脂製（ＰＥ）の樹脂管８に対して、熱融着自在な熱可塑性のポリエチレン樹脂にて筒状の継手本体３を形成すると共に、その継手本体３に、継手本体３と上記樹脂管８とを融着させるための熱エネルギーを発生する電熱体４が埋設されて、電熱体入り樹脂継手（ＥＦ継手）１が構成されている。前記電熱体４は、通電されることによってジュール熱を発生する銅ニッケル合金線等にて構成されて、筒状の継手本体３の左右両側から接続対象の樹脂管８が内嵌される内周部に、継手本体３の中央部及び両端部を除いて、螺旋状に巻回される状態で埋め込まれている。図２に示すように、前記電熱体４に電力を供給して前記熱エネルギーを発生させるための電力供給手段として、電力供給コントローラ２が準備されている。そして、その電力供給コントローラ２から供給される電力を、電熱体４に通電するために、前記電熱体４に対する電力供給用の入力端子部５が、電熱体４の両端部の外周側２箇所において、継手本体３の外周部に形成されるとともに、前記電力供給コントローラ２からの供給電力を、前記入力端子部５に入力させるためのコネクタＣＮが、前記入力端子部５に接続自在に設けられている。かかる樹脂継手１を用いて、樹脂管８を熱融着して接続するには、図２に示すように、継手本体３の両側に、各樹脂管８の端部を内嵌させた状態を保持しつつ、電熱体４に電力を供給して熱エネルギーを発生させ、その熱によって電熱体４の周囲の樹脂を加熱して、その部分を軟化させる。そうすると、図４に示すように、継手本体３の熱膨張によって、一旦径方向の内側に、内面が移動するが、継手本体３の内周部と樹脂管８の表面部分とを、接触させて熱を樹脂管８に伝える。熱が伝わると、樹脂管８の表面部分は、軟化して樹脂管８の外径を拡げる方向に熱膨張することにより、継手本体３と樹脂管８とが融着する。結果的には、樹脂管８と樹脂継手１との界面は、初期の樹脂継手１の内面の位置よりも、外側に拡径移動する。また、樹脂管８と樹脂継手１とを、より接続し易くするために、図１、図３に示すように、樹脂管８と樹脂継手１との間に、配置するための、熱収縮性の環状体９を、設けてある。その環状体９は、ニッケル・チタン合金（Ｎｉ−Ｔｉ）からなる形状記憶合金線を、樹脂管８の外径に合わせて、リング状に溶接により、形成してある。つまり、呼び径５０ｍｍのポリエチレン製の樹脂管に対して、ポリエチレン製の樹脂継手の呼び径を５０ｍｍ、電熱体としての銅ニッケル合金線の電気抵抗を１０．５Ωにし、融着条件は、環境温度２３℃のとき７５Ｖの電力を、１１０ｓｅｃ．供給して、融着作業を行うものとする。この時、形状記憶合金線の線径は、０．７３ｍｍのものを使用する。次に、図１、図２、図３に示すように、樹脂管８の接続方法を、説明する。
１．樹脂継手１を外嵌して接続する樹脂管８の融着予定箇所に、樹脂継手１を外嵌する前に、上記環状体９を、樹脂管８の長手方向の複数箇所に外嵌する（図３（イ））。
２．前記樹脂管８の融着予定箇所に、樹脂継手１を外嵌する（図３（ロ））。
３．樹脂継手１の内面側に埋設してある銅ニッケル合金線に、電力供給コントローラ２から、電力を供給する。
４．樹脂管８と樹脂継手１が、互いに、融着した頃、電力の供給を停止して、自然冷却を行う（図３（ハ））。
〔別実施の形態〕次に、別実施形態について説明する。
１．前記環状体９として、ニッケル・チタン合金の形状記憶合金以外に、ニッケル・チタン・銅合金（Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金）や、ニッケル・チタン／ニッケル・チタン・鉄合金（Ｎｉ−Ｔｉ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金）を、使用する事もできる。
２．前記環状体９ として、熱収縮樹脂を使用する事もできる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の、延伸配向された架橋ポリオレフィン樹脂や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＦＥＰ）などの、熱収縮性のフッ素樹脂が使用できる。
３．前記環状体９として、図４に示すところによれば、炭素繊維等の、線膨張率が樹脂管より低いものを、使用しても同様の効果を、期待できる。
４．前記環状体９の形状は、線材をリング状に繋いで接合した物以外に、図６に示すように、網状の帯を、環状に繋いだものや、図５に示すように、線材を螺旋状に巻いたものでもよい。
５．前記電熱体４として、銅ニッケル合金線を、ポリエチレン製の樹脂継手の内面側に、埋設すると共に、その銅ニッケル合金線に並行に、図７に示すように、形状記憶合金のリングを埋設してあってもよく、このような樹脂継手１を、成形してあれば、樹脂管８に、樹脂継手１を外嵌するだけの、従来と同様の手間で、施工できる。
６．前記電熱体４を、形状記憶合金で成形して、環状体を兼用するものであってもよい。
（実施例）つぎに、図９に示す様に、従来の、樹脂管８の融着予定部を、スクレープしたり、アセトン拭きを行う例（Ｎｏ．５〜７）に対し、変成記憶合金リングを使用した本実施方法の例（Ｎｏ．１〜４）の強度比較実験から、砂付着量のいかんにかかわらず、ピール試験結果は、良好である。尚、ピール試験とは、図８ に示すように、樹脂どうし（樹脂管８と樹脂継手１）を、融着した後、樹脂継手１に接着した継ぎ棒１０を使って、接着方向に両者を、はがす試験である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６２８０（Ｐ２０００−４６２８０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１２３２６ |
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