JP5401166B2 - 樹脂製管の接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製管の接続方法に関し、特に、樹脂製管の管端が継手部材の接続部分に内嵌合され、その嵌着部分を熱融着により一体化する樹脂製管の接続方法に関する。

従来、合成樹脂製管と合成樹脂製管継手とを熱融着接合させる場合、使用中に横方向からの外力によって、継手根元部が折損することが少なくなかった。この継手根元部の折損の原因の一つとして、樹脂製管の接続口部の外端部分に応力が集中することによるものと考えられる。

そこで、継手根元部の折損を抑制するものとして、継手部材に挿嵌する合成樹脂管の先端部分に、管内径と一致する外径を有する金属製または合成樹脂製補強管を予め挿入して、内部から有効に補強するようにしたものが提案されている(特許文献１)。

また、樹脂製管継手本体での接続口部にその接続口部よりも径大なカラー部を延出し、このカラー部と接続口部に管端が内嵌されている樹脂管との間に、熱融着時に生じた溶融樹脂がはみ出すことのできる樹脂受入れ空間を形成するようにしたものも提案されている(特許文献２)。

特開２００３−１４８６７９号公報 特開平１１−２０１３６２号公報

合成樹脂管の先端部分に、補強管を挿入するようにしたものでは、補強管が異種材料の場合には耐久性に問題があるうえ、補強管部分に欠落が生じるとその欠落部分が本来の配管内に入りこむという問題もあった。一方、接続口部を延出して形成したカラー部と樹脂管との間に樹脂受入れ空間を形成するようにしたものでは、溶けた樹脂がこの樹脂受入れ空間の内部に流入することになるから、その溶融樹脂の量によって、樹脂管に曲げ力が作用する際のモーメントアーム長にばらつきが生じ、安定した強度を得ることが難しい。

本発明は、このような点に着目してなされたもので、互いに熱融着された管継手側の接続口部と樹脂製管との付け根部分で容易に折損しなくなる樹脂製管の接続方法を提供すことを目的とする。

上述の目的を達成するために本発明は、樹脂製管の外周面との間に間隙が生じるよう樹脂製管の外周面に嵌着できるリング鍔を樹脂製管に挿嵌し、樹脂製管の挿入端部と樹脂製管継手の接続口部を所定時間加熱し、加熱の終わった樹脂製管の挿入端部を樹脂製管継手の接続口部に挿入し、圧着した状態で保持して、樹脂製管と樹脂製管継手とを一体化させることにより、リング鍔とともに、樹脂製管を樹脂製管継手の接続口部に熱融着するように構成したことを特徴としている。

本発明では、樹脂製管の管端寄り部分に挿嵌したリング鍔を樹脂製管とともに管継手の接続口部分に熱溶着するようにしていることから、樹脂製管の外周面部分とリング鍔の内周面部分との間に未融着の溝状空間部分が形成されることになり、樹脂製管に曲げ力が作用しても樹脂製管の外周面部分とリング鍔の内周面部分との間に形成される溝状空間部分では曲げ大きさが、溝状空間のサイズに抑制されることから、樹脂製管の根元部分には曲げ力が殆ど作用しなくなるから、この根元部分での折損を防止できる。この結果、施工時の作業性を向上させることができる。

本発明を適用した樹脂製管継手部分の縦断面図である。 樹脂製管の接続手順を示す図である。 リング鍔の形状を示す断面図である。

この管接続構造は、ポリブテン樹脂で一体成形された管継手(１)と、ポリブテン樹脂製の管体(２)と、管体(２)の先端寄り部に挿着されるリング鍔(３)とで構成してある。
図示した管継手(１)は、小径管を分岐導出できるように構成した径違いＴ字継手であり各端部に各接続口部(４)が段付き状に形成してある。この接続口部(４)での内周面部分(５)はそれぞれ外広がりのテーパー面に形成してある。また、この接続口部(４)に嵌着される管体(２)の先端寄り部分(６)は先窄まりのテーパー面を形成するように熱融着する。

管体(２)の先端寄り部に装着されるリング鍔(３)は、管継手(１)や管体(２)と同種の樹脂すなわち、ポリブテン樹脂で形成してあり、その外径は管継手(１)での接続口部(４)の外径と同径に形成されるとともに、その内径は管体(２)の外周面部分に緩く嵌着できる程度の口径に形成してある。

上述の管接続は、図２に示す手順で管継手(１)にリング鍔(３)および管体(２)が接合される。
すなわち、図２(ａ)に開示したように、管継手(１)とリング鍔(３)および管体(２)を用意し、管体(２)の接続端部分にリング鍔(３)を挿嵌する(図２(ｂ))。 次いで、リング鍔(３)よりも管端側部分にディプスゲージ(10)を装着して、リング鍔(３)の装着位置を決定し(図２(ｃ))、リング鍔(３)および管体(２)をバイスプライヤで構成したコールドリング(11)で把持することにより、リング鍔(３)の管体(２)に対する相対位置を固定する(図２(ｄ))。

リング鍔(３)をコールドリング(11)で把持した状態で管体(２)からディプスゲージ(10)を取り外し、管体(２)の挿入端部と、管継手(１)の接続口部(４)を熱溶融ヒータ(12)で所定時間加熱する(図２(ｅ))。加熱の終わった管体(２)の挿入端部を管継手(１)の接続口部(４)に挿入し、圧着した状態で保持して、両者を一体化させる(図２(ｆ))。

この管体(２)と管継手(１)の接合時に溢れ出る溶融樹脂は、管継手(１)の接続口部(４)とリング鍔(３)との当接面部分に集中し、管体(２)の外周面とリング鍔(３)の内周面との間に生じる間隙(７)には殆ど流れ込まないことから、該間隙(７)部分は管体(２)に曲げ方向の力が作用した際の変形吸収代として作用するうえ、その間隙(７)の厚みと長さによって、管体(２)の変形量を抑制することになり、管体(２)の管継手(１)の接続端部に大きな応力が集中することがなくなる。

リング鍔(３)の形状としては、図３に示すように、前記した前後端面と内周面が直交するもの(図３ａ)のほか、内周面の前後端部を４５度で面取り形成したもの(図３ｂ)、内周面の前後端部を円弧状に形成したもの(図３ｃ)であってもよい。さらに、リング鍔(３)は前端部又は後端部のみの面取り(図３ｄ)や円弧状の形成(図３ｅ)であっても良く、後端部外側に傾斜をつけたものであってもよい(図３ｆ)。これにより接合時に溢れ出る溶融樹脂の間隙へのさらなる流れ込み防止あるいはリング鍔(３)の外端部での曲げ時の座屈強度向上を図る。

ポリブテン樹脂製の径違いＴ字継手(１６×１３)の小径部分に内径１３mm・長さ２００mmのポリブテン樹脂製管を接続する場合に、ポリブデン樹脂製管の外周との間に０.５mmの環状空間を持つ状態の厚さ５mmのリング鍔を挿嵌した状態でポリブデン樹脂製管とポリブテン樹脂製の径違いＴ字継手とを組み付け、融着したものをＴ字管の貫通軸芯と平行な方向に、接続部に異常が発生するまで所定の引張り荷重を作用させた場合の結果を表１に示す。

比較例

比較例として、リング鍔を使用しないでポリブデン樹脂製管とポリブテン樹脂製の径違いＴ字継手とを組み付け、融着したものをＴ字管の貫通軸芯と平行な方向に、接続部に異常が発生するまで所定の曲げ引っ張り荷重を作用させた場合の結果を表２に示す。

この結果、本願発明のようにリング鍔を管体に挿嵌した状態で管継手の接続口部分に管体を融着したものは、リング鍔を使用しないものに較べて、接続部に異常が発生するまでの荷重が約５.２倍も向上し、その変位量も１.１倍程度増大しことがわかる。

本発明は、熱溶融樹脂製の管継手と管素材との溶融接続に使用することができる。

１…樹脂製管継手、２…樹脂製管体、３…リング鍔、４…樹脂製管継手の接続口部、５…接続口部での内周面、６…管体の先端寄り部分、７…間隙、10…ディプスゲージ、11…コールドリング、12…熱溶融ヒータ。

Claims (2)

1. 樹脂製管継手の接続口部と、その接続口部に内嵌合した樹脂製管の管端とを熱誘着で接合するにあたり、前記樹脂製管の外周面との間に間隙が生じるよう前記樹脂製管の外周面に嵌着できるリング鍔を前記樹脂製管に挿嵌し、前記樹脂製管の挿入端部と前記樹脂製管継手の接続口部を所定時間加熱し、加熱の終わった前記樹脂製管の挿入端部を前記樹脂製管継手の接続口部に挿入し、圧着した状態で保持して、前記樹脂製管と前記樹脂製管継手とを一体化させることにより、前記リング鍔とともに、前記樹脂製管を前記樹脂製管継手の接続口部に熱融着することを特徴とする樹脂製管の接続方法。
2. 前記樹脂製管継手およびそれに接続される前記樹脂製管がポリテン樹脂製である請求項１に記載の樹脂製管の接続方法。

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