| 【発明の名称】 |
樹脂継手 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮木 誠二
【氏名】山田 昌弘
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| 【要約】 |
【課題】継手本体と樹脂管の被接続部全体にわたって均等に加熱でき、停電にも影響されず、継手本体の樹脂が溶融して発熱体同士が接触したとしてもショートする心配がないと共に、溶融した継手本体と樹脂管の被接続部を冷却して固着する冷却時間を短くして作業効率の高い樹脂継手を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂製の管を内嵌させるための熱可塑性樹脂製の継手本体１を設け、前記継手本体１の内周部に、前記継手本体１と前記樹脂管２の被接続部３とを溶着させる熱エネルギーを発生する発熱体４を埋設してある樹脂継手１において、前記発熱体４をヒートパイプ５により形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 熱可塑性樹脂製の管を内嵌させるための熱可塑性樹脂製の継手本体を設け、前記継手本体の内周部に、前記継手本体と前記樹脂管の被接続部とを溶着させる熱エネルギーを発生する発熱体を埋設してある樹脂継手であって、前記発熱体がヒートパイプにより形成されている樹脂継手。
【請求項２】 前記継手本体の内周部に埋設するヒートパイプの形状を網筒状に形成してある請求項１記載の樹脂継手。
【請求項３】 前記ヒートパイプを、前記継手本体の内周部に沿うＣ型形状に形成すると共に前記継手本体の長手方向に沿って複数並設してある第１ヒートパイプ部と、前記Ｃ型形状の第１ヒートパイプ部の各々を連通状態に接続する第２ヒートパイプ部とで形成してある請求項１記載の樹脂継手。
【請求項４】 前記第２ヒートパイプ部に連通状態に接続してある複数の前記第１ヒートパイプ部における前記各々の第１ヒートパイプ部先端の方向を、隣合うもの同士で前記継手本体の内周部に沿った周方向への延出方向を異ならせて前記継手本体の長手方向に並設して形成してある請求項３に記載の樹脂継手。
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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、熱可塑性樹脂製の管を内嵌させるための熱可塑性樹脂製の継手本体を設け、前記継手本体の内周部に、前記継手本体と前記樹脂管の被接続部とを溶着させる熱エネルギーを発生する発熱体を埋設してある樹脂継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の樹脂継手としては、発熱体としてニクロムまたは鉄クローム合金などでできた電熱線を、継手本体の内周部にコイル状に埋設して構成してあった。そのため、前記電熱線への通電を行ってジュール熱を発生させ、その発熱で前記継手本体と樹脂管の被接続部とを加熱溶融して接合させた後、自然冷却して固着していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の樹脂継手によれば、前記電熱線に通電加熱して継手本体と樹脂管の被接続部とを溶着するのであるが、電熱線による通電加熱だと、電気抵抗及び電圧に影響され易いので、継手本体と樹脂管の被接続部全体にわたって均等加熱を行い難くなり易いと共に、電熱線の温度を調節するために電圧をコントロールするコントローラを設ける必要があるので、前記コントローラに異常を生じたり、断線又は停電になったりしたときには溶着作業ができなくなっていた。また、通電加熱により継手本体の樹脂が溶融したときに、隣接するコイル同士が接触した場合、ショートする心配がある。さらに、溶融した継手本体と樹脂管の被接続部を冷却して固着する冷却時間は、自然冷却のため時間がかかり、作業性の悪いものであった。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、継手本体と樹脂管の被接続部全体にわたって均等に加熱でき、停電にも影響されず、継手本体の樹脂が溶融して発熱体同士が接触したとしてもショートする心配がないと共に、溶融した継手本体と樹脂管の被接続部を冷却して固着する冷却時間を短くして作業効率の高い樹脂継手を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の特徴構成は図１に例示するごとく、熱可塑性樹脂製の管２を内嵌させるための熱可塑性樹脂製の継手本体１を設け、前記継手本体１の内周部に、前記継手本体１と前記樹脂管２の被接続部３とを溶着させる熱エネルギーを発生する発熱体４を埋設してある樹脂継手であって、前記発熱体４がヒートパイプ５により形成されているところにある。
【０００５】請求項２の発明の特徴構成は図２に例示するごとく、前記継手本体１の内周部に埋設するヒートパイプ５の形状を網筒状に形成してあるところにある。
【０００６】請求項３の発明の特徴構成は図４，５に例示するごとく、前記ヒートパイプ５を、前記継手本体１の内周部に沿うＣ型形状に形成すると共に前記継手本体１の長手方向に沿って複数並設してある第１ヒートパイプ部５ｃと、前記Ｃ型形状の第１ヒートパイプ部５ｃの各々を連通状態に接続する第２ヒートパイプ部５ｂとで形成してあるところにある。
【０００７】請求項４の発明の特徴構成は図６に例示するごとく、前記第２ヒートパイプ部５ｂに連通状態に接続してある複数の前記第１ヒートパイプ部５ｃにおける前記各々の第１ヒートパイプ部５ｃ先端の方向を、隣合うもの同士で前記継手本体１の内周部に沿った周方向への延出方向を異ならせて前記継手本体１の長手方向に並設して形成してあるところにある。
【０００８】尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【０００９】〔作用及び効果〕請求項１の発明により、熱可塑性樹脂製の管を内嵌させるための熱可塑性樹脂製の継手本体を設け、前記継手本体の内周部に、前記継手本体と前記樹脂管の被接続部とを溶着させる熱エネルギーを発生する発熱体を埋設して、前記発熱体がヒートパイプにより形成されているから、前記継手本体と前記樹脂管の被接続部とを溶着する作業性を向上させることができる。つまり、ヒートパイプは、熱応答性がよく、どのような熱源であっても小さい温度差で大量の熱を輸送することができると共に、ヒートパイプ全体にわたる温度分布においても等温化が図れるので、通電することなく熱源を接触するだけで継手本体と樹脂管の被接続部を熱溶着することができる。例えば、熱源をガスヒーターとして、前記ガスヒータでヒートパイプの端部を加熱した場合、電気を使用することなく継手本体と樹脂管の被接続部を加熱溶融することができる。このとき、ヒートパイプを製造する際の封入液の種類、封入圧等により加熱温度を設定することができるので、使用温度に適した加熱温度になるようにヒートパイプを予め製造しておくことで、安定した使用温度を現出させることができる。また、加熱により継手本体の樹脂が溶融したときに、例え、隣接するヒートパイプ同士が接触したとしても、電熱線と違って短絡することがない。さらに、溶融した継手本体と管の被接続部を冷却するときには、ヒートパイプの端部に冷熱源を接触するだけで、溶融した継手本体と管の被接続部を急冷して固化することができる。その結果、停電に影響されることなく、継手本体と管の被接続部全体にわたって均等加熱することができると共に、ショートすることなく、正確で安定して融着作業ができる。その上、融着部を強制冷却することもできるために、冷却時間を短くすることができ、作業効率を高めることができるようになった。
【００１０】請求項２の発明により、請求項１の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記継手本体の内周部に埋設するヒートパイプの形状を網筒状に形成してあるから、さらに均等加熱を行うことができ、前記継手本体と前記樹脂管の被接続部とを溶着する作業性を向上させることができると共に、継手本体の強度を高めることができる。つまり、網目状に形成したヒートパイプを、筒状にして継手本体の内周部に埋設してあるので、コイル状に巻回して埋設したものに比して、継手本体の強度を高くすることができると共に、網目に配置されたヒートパイプにより縦横に均等に熱を伝えることができる。その結果、継手本体の変形を防止できると共に、継手本体と管の被接続部をムラなく溶融できるので溶着性能を高めることができる。
【００１１】請求項３の発明により、請求項１の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記ヒートパイプを、前記継手本体の内周部に沿うＣ型形状に形成すると共に前記継手本体の長手方向に沿って複数並設してある第１ヒートパイプ部と、前記Ｃ型形状の第１ヒートパイプ部の各々を連通状態に接続する第２ヒートパイプ部とで形成してあるから、効率の良い均等な熱伝導を行える。つまり、前記ヒートパイプの加熱端部から前記Ｃ型形状の第１ヒートパイプ部各々の端部までの距離を、ヒートパイプを一連に延設して前記継手本体の内周部に巻回して形成したものに比して短くできるので、ヒートパイプに封入した封入液の行き来が速やかになり、効率の良い熱輸送が行える。その結果、前記継手本体と前記樹脂管の被接続部とを溶着する溶着性能を高めることができ、作業効率を高めることができるようになった。
【００１２】請求項４の発明により、請求項３による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記第２ヒートパイプ部に連通状態に接続してある複数の前記第１ヒートパイプ部における前記各々の第１ヒートパイプ部先端の方向を、隣合うもの同士で前記継手本体の内周部に沿った周方向への延出方向を異ならせて前記継手本体の長手方向に並設して形成してあるから、速やかに均等加熱することができる。つまり、継手本体長手方向における前記継手本体の内周部に沿った周方向での熱の輸送方向が交互になるので加熱が偏ることなく前記継手本体全体に対して均等に加熱することができる。その結果、溶着性能を高めることができると共に、作業効率を高めることができるようになった。
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に関わる樹脂継手Ｔは、都市ガス、プロパンガス等のガス用配管の接続に使用される。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２に対して、熱溶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１を形成すると共に、その継手本体１の内周部に、前記継手本体１と前記樹脂管２とを溶着させるための熱エネルギーを発生する発熱体４が埋設されて構成されている。
【００１３】前記発熱体４は、その端部に熱源を接触させるだけで前記継手本体１と前記樹脂管２の被接続部３を熱溶着することができる熱エネルギーを発生するヒートパイプ５にて構成されており、前記筒状の継手本体１の左右両側から接続対象の樹脂管２が内嵌される左右の内周部に、前記継手本体１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左右別々に独立した状態で埋め込まれている。
【００１４】前記ヒートパイプ５は、図１，２に示すように、螺旋状に巻回した極細の金属管内に少量の水を真空状態で封入して形成してある。つまり、真空状態では水はすぐに蒸発するので、継手本体１外に出ているヒートパイプ５の端部５ａにガスヒータ６（熱源の一例）を接触させると、管内の水が熱エネルギーを吸収しながら蒸発して移動し、継手本体１内で熱ネルギーを放出する。そして、前記金属管の内面には縦溝が彫ってあるので、熱エネルギーを放出後、液化した水が毛細管現象で前記ヒートパイプ５の端部５ａにもどり、また、前記ガスヒータ６により蒸発して移動し、継手本体１での熱エネルギー放出を繰り返す。このようにして通電することなくガスヒータ６を接触するだけで熱エネルギーを発生し、継手本体１と樹脂管２の被接続部３とを熱溶着することができる。尚、ヒートパイプ５の途中、例えば、継手本体１の内周部以外の溶融しては困る部分には、断熱材を入れることによって、熱のロス、及び溶融を防ぐことができる。また、ヒートパイプ５の金属管内に封入する封入液の種類、又は封入圧により加熱溶融する使用温度を変更することができるので、ヒートパイプ５の製造時に使用温度を設定することが可能である。
【００１５】次に、前記ヒートパイプ５による継手本体１と樹脂管２の被接続部３とを熱溶着する加熱行程と、溶融した継手本体１と樹脂管２の被接続部３を冷却して固着する冷却行程について説明する。かかる樹脂継手１を用いて、樹脂管２を熱溶着して接続する加熱行程は、図１に示すように、継手本体１の両側に、各樹脂管２の端部を内嵌させた状態を保持しつつ、左右の各ヒートパイプ５の端部夫々に熱源としてのガスヒータ６を接触させて、熱エネルギーを発生させ、その熱によって、ヒートパイプ５の周囲の樹脂、つまり、継手本体１の内周部が加熱され、その部分を軟化させる。そうすると、継手本体１の熱膨張によって、一旦径方向の内側に前記継手本体１の内面が移動して、前記継手本体１の内周部と前記樹脂管２の表面部とが接触することで熱エネルギーを前記樹脂管２に伝える。そして、熱エネルギーが伝わると、前記樹脂管２の表面部分は、軟化して前記樹脂管２の外径を拡げる方向に熱膨張することにより、前記継手本体１と前記樹脂管２とが溶着することになる。次に、前記溶着した前記継手本体１と前記樹脂管２の被接続部３を冷却して固着する冷却行程は、左右の各ヒートパイプ５の端部５ａ夫々に氷又はドライアイス等（冷熱源の一例）を接触させることにより、前記加熱行程とは反対に、急速に冷却することができる。
【００１６】〔別実施形態〕以下に他の実施形態を説明する。
〈１〉ヒートパイプ５の形状は先の実施形態で説明したコイル状に限るものではなく、例えば、図３に示すように、網筒状に形成したものを前記継手本体の内周部に埋め込んだものでも良い。
〈２〉ヒートパイプ５の形状は上記の網筒状に形成するものに限るものではなく、井桁筒状、格子筒状等、継手本体と樹脂管の被接続部とに均等に熱エネルギーを与えることができるならその形状は任意である。
〈３〉ヒートパイプ５の形状は上記の構成に限定されるものではなく、例えば、ヒートパイプの外周に放熱フィンのついたものを前記継手本体の内周部に埋め込んだものでも良い。これだと、放熱フィンを介してより熱エネルギーが伝わり易くなるので、樹脂を溶融し易くなり、溶着効率が良くなる。
〈４〉ヒートパイプ５の形状は先の実施形態で説明した左右別々に独立した形状に限るものではなく、左右のヒートパイプを一体にして形成してあるものでも良い。これだと、一度に左右の樹脂管を接続することができる。
〈５〉ヒートパイプ５の形状は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、図４（イ）(ロ)に示すように、継手本体１の内周部に沿うＣ型形状に形成した第１ヒートパイプ部５ｃを前記継手本体１の長手方向に沿って複数並設し、前記Ｃ型形状の各々の第１ヒートパイプ部５ｃの略中央部を加熱端部５ａに連通接続してある第２ヒートパイプ部５ｂにより連通状態に一体的に接続されてヒートパイプ５を形成してあるものでも良い。
〈６〉ヒートパイプ５の形状は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、図５（イ）（ロ）に示すように、継手本体１の内周部に沿うＣ型形状に形成した第１ヒートパイプ部５ｃを前記長手方向に沿って複数並設し、前記Ｃ型形状の各々の第１ヒートパイプ部５ｃの一端部を加熱端部５ａに連通接続してある第２ヒートパイプ５ｂにより連通状態に一体的に接続されてヒートパイプ５を形成してあるものでも良い。
〈７〉ヒートパイプ５の形状は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、継手本体１の内周部に沿うＣ型形状に形成した第１ヒートパイプ部５ｃを前記長手方向に沿って複数並設し、前記Ｃ型形状の各々の第１ヒートパイプ部５ｃの先端部の方向を、隣合うもの同士で前記継手本体１の内周部に沿った周方向への延出方向を異ならせると共に、第１ヒートパイプ部５ｃ各々の他端部を加熱端部５ａに連通接続してある第２ヒートパイプ部５ｂにより連通状態に一体的に接続されてヒートパイプ５を形成してあるものでも良い。
〈８〉熱源は先の実施形態で説明したガスヒータに限るものではなく、電熱ヒータや、バーナーの熱による直接加熱でも良い。すなわち、熱エネルギーを供給することができる熱源であれば任意である。
〈９〉ヒートパイプの使用は、上記の構成に限定されるものではなく、ヒートパイプを冷却する冷却工程にのみ使用する構成であっても良い。または、ヒートパイプ自信に通電してジュール熱を発生する通電による加熱工程と併用するものでも良い。
〈１０〉樹脂継手は先の実施形態で説明したガス管に使用するものに限るものではなく、例えば、給水用、給湯用、冷暖房用、冷温水用の樹脂管継手でも良い。つまり、熱可塑性樹脂製の流体配管であれば適用可能である。
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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１１年５月１８日（１９９９．５．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２９２８４（Ｐ２０００−３２９２８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１３７２２５ |
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