JPH0839675A - 樹脂パイプの接続方法及び接続装置 - Google Patents
樹脂パイプの接続方法及び接続装置Info
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- B29C65/3676—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint being metallic
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- B29C66/1312—Single flange to flange joints, the parts to be joined being rigid
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- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 樹脂パイプの接続部分にデッドスペースや隙
間がを生ずることなく、樹脂パイプを容易に接続するこ
とができる樹脂パイプの接続方法及びその方法に適する
接続装置を提供する. 【構成】 2つの樹脂パイプ1a,1bの接続部分周囲
にリング状金属発熱体2を設け、高周波電磁誘導電流を
印加して発熱体2を共振させ、ジュール熱により発熱さ
せる。樹脂パイプの温度は軟化点または溶融点に達する
と、体積増加分だけ内圧が発生し、溶着する。一部の溶
融樹脂は発熱体2の周囲に飛び出し盛り上がり部を形成
する。樹脂パイプ1a,1bの接続部の外周部にコイル
3を設け、インバーター6及び出力トランス5等により
このコイル3により高周波電磁誘導電流発生させる。
間がを生ずることなく、樹脂パイプを容易に接続するこ
とができる樹脂パイプの接続方法及びその方法に適する
接続装置を提供する. 【構成】 2つの樹脂パイプ1a,1bの接続部分周囲
にリング状金属発熱体2を設け、高周波電磁誘導電流を
印加して発熱体2を共振させ、ジュール熱により発熱さ
せる。樹脂パイプの温度は軟化点または溶融点に達する
と、体積増加分だけ内圧が発生し、溶着する。一部の溶
融樹脂は発熱体2の周囲に飛び出し盛り上がり部を形成
する。樹脂パイプ1a,1bの接続部の外周部にコイル
3を設け、インバーター6及び出力トランス5等により
このコイル3により高周波電磁誘導電流発生させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に超電導用コイルの
冷却やLSI製造装置等に用いられる純水や超純水等を
移送するために用いられているフッ素樹脂パイプ、農業
・民生用水道パイプに用いられている塩化ビニール樹脂
パイプ、ガス管等に用いられているポリエチレンパイプ
等の樹脂パイプの接続方法及びそれに適する接続装置に
関するものである。
冷却やLSI製造装置等に用いられる純水や超純水等を
移送するために用いられているフッ素樹脂パイプ、農業
・民生用水道パイプに用いられている塩化ビニール樹脂
パイプ、ガス管等に用いられているポリエチレンパイプ
等の樹脂パイプの接続方法及びそれに適する接続装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、樹脂パイプを接続する方法とし
て、例えば図12及び図13に示す方法が採用されてい
る。すなわち、図12に示す方法においては、樹脂パイ
プライン1を構成する複数の樹脂パイプ1a及び1bの
うち、一方の樹脂パイプ1bの端部1cをトーチランプ
や電気抵抗ヒーター等で温めて軟化させ、内径を他方の
樹脂パイプ1aの外形よりもわずかに大きくなるように
拡げる。次に接着剤20等を端部1cの内面に塗布し、
他方の樹脂パイプ1aの外周部と端部1bの内周部とを
嵌合させる。接着剤20の硬化により2つの樹脂パイプ
1aと1bとが接続される。また、図13に示す方法に
おいては、2つの樹脂パイプ1a及び1bの各接続端部
の外周部にフランジ21a及び21bを取り付け、フラ
ンジ21aと21bとをボルト及びナット等(図示せ
ず)を用いて締結する。また、フッ素系樹脂パイプの接
続は、図12における樹脂パイプ1aの外周面と1bの
内周面とを加熱溶融させた後に双方を嵌着させる方法が
採用されていた。
て、例えば図12及び図13に示す方法が採用されてい
る。すなわち、図12に示す方法においては、樹脂パイ
プライン1を構成する複数の樹脂パイプ1a及び1bの
うち、一方の樹脂パイプ1bの端部1cをトーチランプ
や電気抵抗ヒーター等で温めて軟化させ、内径を他方の
樹脂パイプ1aの外形よりもわずかに大きくなるように
拡げる。次に接着剤20等を端部1cの内面に塗布し、
他方の樹脂パイプ1aの外周部と端部1bの内周部とを
嵌合させる。接着剤20の硬化により2つの樹脂パイプ
1aと1bとが接続される。また、図13に示す方法に
おいては、2つの樹脂パイプ1a及び1bの各接続端部
の外周部にフランジ21a及び21bを取り付け、フラ
ンジ21aと21bとをボルト及びナット等(図示せ
ず)を用いて締結する。また、フッ素系樹脂パイプの接
続は、図12における樹脂パイプ1aの外周面と1bの
内周面とを加熱溶融させた後に双方を嵌着させる方法が
採用されていた。
【0003】しかしながら、前記したような従来方法の
パイプ接続方法では、パイプ内にデッドスペースができ
やすいという問題があった。例えば、超電導用コイルの
冷却やLSI製造装置等に用いられる純水や超純水等を
移送するために用いる場合には、以下のような問題点が
発生する。すなわち、図12に示す接続方法を用いた場
合には、2つの樹脂パイプ1aと1bとの接続部分にデ
ッドスペース部分1dが生じる。そして、水垢等の不純
物がデッドスペース部分1dにたまり、その部分に細菌
等が発生し、樹脂パイプライン1中を移送される純水ま
たは超純水等を汚染するという問題点を有していた。同
様に、図13に示す接続方法を用いた場合にも、2つの
樹脂パイプ1aと1bとの接続部分を完全に密着するこ
とはできず、若干の隙間を生ずる。たとえばフランジの
締め付けによるパッキンの歪により、パッキンと樹脂パ
イプの内周面との間に生じるデッドスペース部が、水垢
や細菌等によって汚染されるという問題があつた。
パイプ接続方法では、パイプ内にデッドスペースができ
やすいという問題があった。例えば、超電導用コイルの
冷却やLSI製造装置等に用いられる純水や超純水等を
移送するために用いる場合には、以下のような問題点が
発生する。すなわち、図12に示す接続方法を用いた場
合には、2つの樹脂パイプ1aと1bとの接続部分にデ
ッドスペース部分1dが生じる。そして、水垢等の不純
物がデッドスペース部分1dにたまり、その部分に細菌
等が発生し、樹脂パイプライン1中を移送される純水ま
たは超純水等を汚染するという問題点を有していた。同
様に、図13に示す接続方法を用いた場合にも、2つの
樹脂パイプ1aと1bとの接続部分を完全に密着するこ
とはできず、若干の隙間を生ずる。たとえばフランジの
締め付けによるパッキンの歪により、パッキンと樹脂パ
イプの内周面との間に生じるデッドスペース部が、水垢
や細菌等によって汚染されるという問題があつた。
【0004】そこで、2つの樹脂パイプ1aと1bを、
内面に電気抵抗線(電熱線)が埋設されたソケット式管
継手に両側より各々に挿入後、通電により溶着する接続
方法が実施されるようになった(特開平5−87286
号公報)。また高周波電力を用いた樹脂パイプの接続方
法も提案されている(特開平5−84829号公報)。
内面に電気抵抗線(電熱線)が埋設されたソケット式管
継手に両側より各々に挿入後、通電により溶着する接続
方法が実施されるようになった(特開平5−87286
号公報)。また高周波電力を用いた樹脂パイプの接続方
法も提案されている(特開平5−84829号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平5
−87286号公報で提案されているソケット式管継手
を製造するには、樹脂被覆電熱線をインサートして射出
成形する方法が一般的に用いられているが、この方法は
製造に時間がかかるとともに、樹脂パイプの口径ごとに
管継手を製造しなければならず、そのための射出成形用
金型の製作も必要であり、コストが高くなるという問題
があった。
−87286号公報で提案されているソケット式管継手
を製造するには、樹脂被覆電熱線をインサートして射出
成形する方法が一般的に用いられているが、この方法は
製造に時間がかかるとともに、樹脂パイプの口径ごとに
管継手を製造しなければならず、そのための射出成形用
金型の製作も必要であり、コストが高くなるという問題
があった。
【0006】さらに、このような樹脂パイプが設置され
る場所は、工場における天井部や配管を収納する溝の部
分であるため、作業性がきわめて悪い。そのため、構成
の複雑な樹脂パイプの接続方法または接続装置を採用す
ることはできないという問題点を有していた。
る場所は、工場における天井部や配管を収納する溝の部
分であるため、作業性がきわめて悪い。そのため、構成
の複雑な樹脂パイプの接続方法または接続装置を採用す
ることはできないという問題点を有していた。
【0007】一方、前記特開平5−84829号公報で
提案されている高周波電力を用いた樹脂パイプの接続方
法は、樹脂パイプの端面のみを溶融接着しており、しか
もパイプ端面接続部に発熱体が配設されているため、樹
脂パイプどうしの溶着面積が小さくなるので、接続部が
強度的に弱いという問題があった。
提案されている高周波電力を用いた樹脂パイプの接続方
法は、樹脂パイプの端面のみを溶融接着しており、しか
もパイプ端面接続部に発熱体が配設されているため、樹
脂パイプどうしの溶着面積が小さくなるので、接続部が
強度的に弱いという問題があった。
【0008】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであり、樹脂パイプの接続部分にデッ
ドスペースや隙間を生ずることなく、樹脂パイプを容易
に接続することができる樹脂パイプの接続方法及びその
方法に適する接続装置を提供することを目的としてい
る。
めになされたものであり、樹脂パイプの接続部分にデッ
ドスペースや隙間を生ずることなく、樹脂パイプを容易
に接続することができる樹脂パイプの接続方法及びその
方法に適する接続装置を提供することを目的としてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の樹脂パイプの接続方法は、2つの樹脂パイ
プを接続されるべき状態に配置し、接続部の周囲に円筒
面上に円筒状金属の発熱体を配置し、前記発熱体の周囲
近傍に設けたコイルに高周波電流を印加し、誘導加熱に
より前記発熱体を発熱させ、前記樹脂パイプの接続部分
を溶着するという構成を備えたものである。
め、本発明の樹脂パイプの接続方法は、2つの樹脂パイ
プを接続されるべき状態に配置し、接続部の周囲に円筒
面上に円筒状金属の発熱体を配置し、前記発熱体の周囲
近傍に設けたコイルに高周波電流を印加し、誘導加熱に
より前記発熱体を発熱させ、前記樹脂パイプの接続部分
を溶着するという構成を備えたものである。
【0010】また本発明の樹脂パイプの接続装置は、接
続するべき2つの樹脂パイプの接続部の周囲に嵌装され
る円筒状金属の発熱体と、前記発熱体の周囲近傍に設け
られたコイルと、誘導加熱により前記発熱体を発熱させ
るために前記コイルに高周波電流を印加する高周波電流
発生手段とを具備するものである。
続するべき2つの樹脂パイプの接続部の周囲に嵌装され
る円筒状金属の発熱体と、前記発熱体の周囲近傍に設け
られたコイルと、誘導加熱により前記発熱体を発熱させ
るために前記コイルに高周波電流を印加する高周波電流
発生手段とを具備するものである。
【0011】前記本発明の接続方法又は樹脂パイプの接
続装置の構成においては、円筒状金属の厚さ方向に複数
の開孔を有することが好ましい。もちろん、開孔がない
ものであっても使用することはできる。
続装置の構成においては、円筒状金属の厚さ方向に複数
の開孔を有することが好ましい。もちろん、開孔がない
ものであっても使用することはできる。
【0012】上記各構成において、発熱体の内径は、樹
脂パイプの外径よりも所定の寸法公差分だけ大きく、前
記発熱体は前記樹脂パイプとほぼ密着した状態で発熱さ
れることが好ましい。
脂パイプの外径よりも所定の寸法公差分だけ大きく、前
記発熱体は前記樹脂パイプとほぼ密着した状態で発熱さ
れることが好ましい。
【0013】また、上記構成において、発熱体の材料は
ステンレス鋼、真鍮及びアルミニウムから選ばれた少な
くとも一つであることが好ましい。また、上記構成にお
いて、発熱体はステンレス鋼板を溶接により円筒状に成
型したものであることが好ましい。
ステンレス鋼、真鍮及びアルミニウムから選ばれた少な
くとも一つであることが好ましい。また、上記構成にお
いて、発熱体はステンレス鋼板を溶接により円筒状に成
型したものであることが好ましい。
【0014】また、上記構成において、円筒面上に設け
られた複数の開孔の直径が、0.1mm〜5mmの範囲
であることが好ましい。また、上記構成において、円筒
面上に設けられた複数の開孔は複数列設けられ、各列の
開孔は等間隔に設けられていることが好ましい。
られた複数の開孔の直径が、0.1mm〜5mmの範囲
であることが好ましい。また、上記構成において、円筒
面上に設けられた複数の開孔は複数列設けられ、各列の
開孔は等間隔に設けられていることが好ましい。
【0015】また、上記構成において、発熱体の幅は、
樹脂パイプの呼び径の約1/4から約1/1.5の範囲
であることが好ましい。また、上記構成において、発熱
体の両端部に密着するように、2つの樹脂パイプのそれ
ぞれの外周面に、耐熱性及び電気絶縁性を有する材料か
らなる円筒状ストッパー体を設けることが好ましい。
樹脂パイプの呼び径の約1/4から約1/1.5の範囲
であることが好ましい。また、上記構成において、発熱
体の両端部に密着するように、2つの樹脂パイプのそれ
ぞれの外周面に、耐熱性及び電気絶縁性を有する材料か
らなる円筒状ストッパー体を設けることが好ましい。
【0016】また、上記構成において、円筒状ストッパ
ー体の材料はフェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択さ
れることが好ましい。
ー体の材料はフェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択さ
れることが好ましい。
【0017】また、上記構成において、円筒状ストッパ
ー体として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択さ
れるいずれかの材料のテープを樹脂パイプの外周部に巻
回することが好ましい。
ー体として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選択さ
れるいずれかの材料のテープを樹脂パイプの外周部に巻
回することが好ましい。
【0018】また、上記構成において、前記円筒状スト
ッパー体の材料として選択される各材料はガラス繊維で
強化されたものであることが好ましい。また、上記構成
において、2つの樹脂パイプのそれぞれの外周面に、
0.1mm〜10mmの範囲の間隙をあけて円筒状金属
発熱体を配置することが好ましい。
ッパー体の材料として選択される各材料はガラス繊維で
強化されたものであることが好ましい。また、上記構成
において、2つの樹脂パイプのそれぞれの外周面に、
0.1mm〜10mmの範囲の間隙をあけて円筒状金属
発熱体を配置することが好ましい。
【0019】
【作用】以上のように構成された本発明の樹脂パイプの
接続方法及び樹脂パイプの接続装置では、コイルに高周
波電流を印加するとその周波数に応じて磁束が変化す
る。磁束が変化すると誘導起電力が発生し、発熱体の内
部に誘導電流が流れ、ジュール熱により発熱体が発熱す
る。発熱体は、接続されるべき2つの樹脂パイプの接続
部の外周部に設けられているので、樹脂パイプの接続部
は外側から徐々に加熱され、軟化・溶融する。樹脂パイ
プの接続部分は高温で急激に加熱されることはないの
で、焼け焦げることもなく、樹脂の分解による発泡のお
それもない。その結果、溶着された接続部分の機械的強
度は高いものとなる。このとき、樹脂パイプと発熱体と
の間の空気は発熱体の発熱により膨張するが、発熱体の
円筒面上に設けられた開孔から外部へ排出される。その
ため、樹脂パイプが軟化しても空気の膨張による内側へ
のふくらみ等は発生せず、接続部分に水垢等がたまるお
それは極めて小さく、樹脂パイプを通って移送される純
水等が汚染されるおそれも極めて小さい。
接続方法及び樹脂パイプの接続装置では、コイルに高周
波電流を印加するとその周波数に応じて磁束が変化す
る。磁束が変化すると誘導起電力が発生し、発熱体の内
部に誘導電流が流れ、ジュール熱により発熱体が発熱す
る。発熱体は、接続されるべき2つの樹脂パイプの接続
部の外周部に設けられているので、樹脂パイプの接続部
は外側から徐々に加熱され、軟化・溶融する。樹脂パイ
プの接続部分は高温で急激に加熱されることはないの
で、焼け焦げることもなく、樹脂の分解による発泡のお
それもない。その結果、溶着された接続部分の機械的強
度は高いものとなる。このとき、樹脂パイプと発熱体と
の間の空気は発熱体の発熱により膨張するが、発熱体の
円筒面上に設けられた開孔から外部へ排出される。その
ため、樹脂パイプが軟化しても空気の膨張による内側へ
のふくらみ等は発生せず、接続部分に水垢等がたまるお
それは極めて小さく、樹脂パイプを通って移送される純
水等が汚染されるおそれも極めて小さい。
【0020】本発明においては、発熱体は円筒状金属プ
レートを用いる。この円筒状金属プレートは、厚さ方向
に穴が開いていても、穴がないものであっても良い。穴
が開いている円筒状金属プレートを用いる場合は、溶融
した樹脂は膨張し、発熱体の円筒面上に設けられた開孔
から外部へ流れ出す。発熱体の開孔から溶融した樹脂が
流れ出すことにより、樹脂パイプの外周部が溶融したこ
とを確認できるので、さらに加熱を続け、樹脂パイプの
内周部まで溶融させる。その後、コイルへの高周波電流
の印加を停止し、発熱体の発熱を停止させる。冷却後
は、発熱体の開孔に流れ込んだ樹脂がストッパーの役目
を果たし、発熱体と樹脂パイプの接続部が一体化され
る。発熱体は、樹脂パイプの接続部の補強として作用す
るので、樹脂パイプの接続が強固なものとなり、樹脂パ
イプの接続部に水圧がかかった場合でも外側への膨らみ
を防止するとともに、曲げ力が接続部に加えられた場合
でも接続部分が破断することもない。
レートを用いる。この円筒状金属プレートは、厚さ方向
に穴が開いていても、穴がないものであっても良い。穴
が開いている円筒状金属プレートを用いる場合は、溶融
した樹脂は膨張し、発熱体の円筒面上に設けられた開孔
から外部へ流れ出す。発熱体の開孔から溶融した樹脂が
流れ出すことにより、樹脂パイプの外周部が溶融したこ
とを確認できるので、さらに加熱を続け、樹脂パイプの
内周部まで溶融させる。その後、コイルへの高周波電流
の印加を停止し、発熱体の発熱を停止させる。冷却後
は、発熱体の開孔に流れ込んだ樹脂がストッパーの役目
を果たし、発熱体と樹脂パイプの接続部が一体化され
る。発熱体は、樹脂パイプの接続部の補強として作用す
るので、樹脂パイプの接続が強固なものとなり、樹脂パ
イプの接続部に水圧がかかった場合でも外側への膨らみ
を防止するとともに、曲げ力が接続部に加えられた場合
でも接続部分が破断することもない。
【0021】発熱体の内径を樹脂パイプの外径よりも所
定の寸法公差分だけ大きくし、発熱体と樹脂パイプとが
ほぼ密着した状態で発熱体を発熱させることにより、2
つの樹脂パイプの接続部の外周部をほぼ均一に加熱する
ことができる。このため、樹脂の溶融速度や溶着の不均
一な部分の発生が防止され、接続部の機械的強度は安定
する。また、発熱体と樹脂パイプとの隙間がきわめて小
さいため、発熱体と樹脂パイプとの間の空気や溶融した
樹脂が発熱体の開孔にスムーズに流れ込み、空気や溶融
した樹脂の膨張による樹脂パイプの内側へのふくらみは
ほとんど発生しない。
定の寸法公差分だけ大きくし、発熱体と樹脂パイプとが
ほぼ密着した状態で発熱体を発熱させることにより、2
つの樹脂パイプの接続部の外周部をほぼ均一に加熱する
ことができる。このため、樹脂の溶融速度や溶着の不均
一な部分の発生が防止され、接続部の機械的強度は安定
する。また、発熱体と樹脂パイプとの隙間がきわめて小
さいため、発熱体と樹脂パイプとの間の空気や溶融した
樹脂が発熱体の開孔にスムーズに流れ込み、空気や溶融
した樹脂の膨張による樹脂パイプの内側へのふくらみは
ほとんど発生しない。
【0022】一般に、発熱の原理として、電流が一定の
場合、電気抵抗が大きいほど発熱量は大きい。従って、
発熱体の材料として電気抵抗の大きなステンレス鋼(例
えば、SUS304、SUS430等)を用いることに
より、電気抵抗の小さい他の材料、例えばアルミニウム
等を用いた場合と比較して発熱量が多くなり、円筒状の
発熱体の厚さを薄くすることが可能になる。また、ステ
ンレス鋼は溶接可能であるので、ステンレス鋼板を円筒
状に曲げ、端部を溶接し円筒状に成型することができ
る。特に、本発明の発熱体は円筒面上に複数の開孔を有
しているが、あらかじめ板状の材料にドリル又はプレス
加工等により複数の開孔を設けておいて、これを円筒状
に曲げて溶接により成型した方が、円筒状の材料(パイ
プ等)の円筒面に後からドリル等で複数の開孔を設ける
よりも、作業が簡単であり、製造コストも安くなる。発
熱体に設ける開孔の数が多い場合や、発熱体を大量生産
する場合は、板状の材料にプレス加工で開孔を設ける方
法が、断然有利である。
場合、電気抵抗が大きいほど発熱量は大きい。従って、
発熱体の材料として電気抵抗の大きなステンレス鋼(例
えば、SUS304、SUS430等)を用いることに
より、電気抵抗の小さい他の材料、例えばアルミニウム
等を用いた場合と比較して発熱量が多くなり、円筒状の
発熱体の厚さを薄くすることが可能になる。また、ステ
ンレス鋼は溶接可能であるので、ステンレス鋼板を円筒
状に曲げ、端部を溶接し円筒状に成型することができ
る。特に、本発明の発熱体は円筒面上に複数の開孔を有
しているが、あらかじめ板状の材料にドリル又はプレス
加工等により複数の開孔を設けておいて、これを円筒状
に曲げて溶接により成型した方が、円筒状の材料(パイ
プ等)の円筒面に後からドリル等で複数の開孔を設ける
よりも、作業が簡単であり、製造コストも安くなる。発
熱体に設ける開孔の数が多い場合や、発熱体を大量生産
する場合は、板状の材料にプレス加工で開孔を設ける方
法が、断然有利である。
【0023】また、上記本発明の好ましい例によれば、
円筒面上に設けられた複数の開孔の直径が、0.1mm
〜5mmの範囲であると、発熱体と樹脂パイプとの間に
存在する空気を樹脂の溶融とともに外部に排出させるこ
とができるので、樹脂パイプの変形を有効に防止でき
る。なお開孔の直径が、前記の範囲で細い場合は、溶融
樹脂は糸状になって外部に出てくる。また開孔の直径
が、前記の範囲で太い場合は、溶融樹脂は開孔部に盛り
上がる。
円筒面上に設けられた複数の開孔の直径が、0.1mm
〜5mmの範囲であると、発熱体と樹脂パイプとの間に
存在する空気を樹脂の溶融とともに外部に排出させるこ
とができるので、樹脂パイプの変形を有効に防止でき
る。なお開孔の直径が、前記の範囲で細い場合は、溶融
樹脂は糸状になって外部に出てくる。また開孔の直径
が、前記の範囲で太い場合は、溶融樹脂は開孔部に盛り
上がる。
【0024】プレス加工により板状材料に穴を開ける場
合、板厚の1/2以上の大きさが適当であり、逆に板厚
の1/2以下大きさの穴を開けようとする場合、ドリル
加工による。そのため、開孔の最大寸法を板厚の略1/
2以上にすることにより、プレス加工による成型が容易
になる。一方、樹脂パイプを接合する際、樹脂の溶融し
た部分(すなわち接合部)に、樹脂の自己膨張により又
は人為的に一定の圧力が加わる。ところが、開孔の寸法
が大きすぎると、この圧力により溶融した樹脂を開孔か
ら外部に大量に流出し、圧力が低下する。そのため、圧
力不足により、樹脂パイプの接合が行われなくなる可能
性もある。そのため、樹脂の溶融部分の圧力をあまり低
下させないためには、開孔の最大寸法は、板厚の略2倍
以下であることが好ましい。
合、板厚の1/2以上の大きさが適当であり、逆に板厚
の1/2以下大きさの穴を開けようとする場合、ドリル
加工による。そのため、開孔の最大寸法を板厚の略1/
2以上にすることにより、プレス加工による成型が容易
になる。一方、樹脂パイプを接合する際、樹脂の溶融し
た部分(すなわち接合部)に、樹脂の自己膨張により又
は人為的に一定の圧力が加わる。ところが、開孔の寸法
が大きすぎると、この圧力により溶融した樹脂を開孔か
ら外部に大量に流出し、圧力が低下する。そのため、圧
力不足により、樹脂パイプの接合が行われなくなる可能
性もある。そのため、樹脂の溶融部分の圧力をあまり低
下させないためには、開孔の最大寸法は、板厚の略2倍
以下であることが好ましい。
【0025】発熱体の円筒面上に設ける複数の開孔を複
数列とし、各列の開孔を等間隔に設けることにより、溶
融し同時に膨張する樹脂をすみやかに発熱体の外側に逃
がすことができる。そのため、樹脂の溶融及び膨張によ
る樹脂パイプの接続部の変形、特に内側へのふくらみを
防止することができる。また、発熱体の幅を樹脂パイプ
の呼び径の略1/4から略1/1.5の範囲とすること
により、樹脂パイプの接続部近傍の溶融及び膨張する範
囲が小さくなり、樹脂パイプの接続部の変形、特に内側
へのふくらみを防止することができる。
数列とし、各列の開孔を等間隔に設けることにより、溶
融し同時に膨張する樹脂をすみやかに発熱体の外側に逃
がすことができる。そのため、樹脂の溶融及び膨張によ
る樹脂パイプの接続部の変形、特に内側へのふくらみを
防止することができる。また、発熱体の幅を樹脂パイプ
の呼び径の略1/4から略1/1.5の範囲とすること
により、樹脂パイプの接続部近傍の溶融及び膨張する範
囲が小さくなり、樹脂パイプの接続部の変形、特に内側
へのふくらみを防止することができる。
【0026】また、2つの樹脂パイプのそれぞれの外周
面に、0.1mm〜10mmの範囲の間隙(スリット)
をあけて円筒状金属発熱体を配置してもよい。すなわ
ち、好適な例としては、図10に示されているごとく、
樹脂パイプ1a,1bの接続部を中心にして、円筒状金
属発熱体16,17をほぼ均等に隔離して配置し、両者
間の間隙(スリット)18を0.1mm〜10mmの範
囲とするものである。この例によれば、融着完了後は図
11のようになり、接続部に空気がたまらず、樹脂パイ
プの変形を防止できるとともに、樹脂パイプ1a,1b
の接続部の溶融状態を観察しながら融着できるため、確
実な接続を行うことができる。
面に、0.1mm〜10mmの範囲の間隙(スリット)
をあけて円筒状金属発熱体を配置してもよい。すなわ
ち、好適な例としては、図10に示されているごとく、
樹脂パイプ1a,1bの接続部を中心にして、円筒状金
属発熱体16,17をほぼ均等に隔離して配置し、両者
間の間隙(スリット)18を0.1mm〜10mmの範
囲とするものである。この例によれば、融着完了後は図
11のようになり、接続部に空気がたまらず、樹脂パイ
プの変形を防止できるとともに、樹脂パイプ1a,1b
の接続部の溶融状態を観察しながら融着できるため、確
実な接続を行うことができる。
【0027】発熱体内周面と樹脂パイプの外周面とを完
全に密着させることは不可能であることから、溶融した
樹脂が空気及び樹脂自体の膨張等によって、発熱体と樹
脂パイプとの隙間から外部にはみ出すことも起こり得
る。しかし、発熱体の両端部に密着するように、2つの
樹脂パイプのそれぞれの外周面に耐熱性及び電気絶縁性
を有する材料からなる円筒状ストッパー体を設け、発熱
体と樹脂パイプとの隙間を塞ぐことにより、発熱体と樹
脂パイプとの間の空気は発熱体の円筒面に設けた開孔か
ら外部へ排出され、また溶融した樹脂もこの開孔から外
部へ流出する。その結果、発熱体と樹脂パイプとの隙間
から外部にはみ出しは発生しない。耐熱性及び電気絶縁
性を有する材料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂及びジアリルフタレート樹
脂等の熱硬化性樹脂が好ましく、特にガラス繊維で強化
されているものが好ましい。また、これらの材料をテー
プ状とし、樹脂パイプの外周部に巻回して円筒状ストッ
パー体を形成することにより、取扱が容易になる。
全に密着させることは不可能であることから、溶融した
樹脂が空気及び樹脂自体の膨張等によって、発熱体と樹
脂パイプとの隙間から外部にはみ出すことも起こり得
る。しかし、発熱体の両端部に密着するように、2つの
樹脂パイプのそれぞれの外周面に耐熱性及び電気絶縁性
を有する材料からなる円筒状ストッパー体を設け、発熱
体と樹脂パイプとの隙間を塞ぐことにより、発熱体と樹
脂パイプとの間の空気は発熱体の円筒面に設けた開孔か
ら外部へ排出され、また溶融した樹脂もこの開孔から外
部へ流出する。その結果、発熱体と樹脂パイプとの隙間
から外部にはみ出しは発生しない。耐熱性及び電気絶縁
性を有する材料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂及びジアリルフタレート樹
脂等の熱硬化性樹脂が好ましく、特にガラス繊維で強化
されているものが好ましい。また、これらの材料をテー
プ状とし、樹脂パイプの外周部に巻回して円筒状ストッ
パー体を形成することにより、取扱が容易になる。
【0028】前記において、円筒状金属発熱体は例えば
アルミニウム箔(テープ)を30〜40層巻き付けて形
成しても良いし、アルミニウム線で形成された網(ネッ
ト)を同様に数十層巻き付けて形成しても良い。
アルミニウム箔(テープ)を30〜40層巻き付けて形
成しても良いし、アルミニウム線で形成された網(ネッ
ト)を同様に数十層巻き付けて形成しても良い。
【0029】なお本発明で使用できる樹脂パイプは、押
出成形できる樹脂パイプであればいかなるものでも応用
できる。たとえばその樹脂の種類としては、フッ化ビニ
リデン樹脂(PVDF),4フッ化エチレン−6フッ化
プロピレン共重合樹脂(FEP)及び4フッ化エチレン
−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PF
A)等のフッ素樹脂、その他塩化ビニール樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレン,ポリフェニレンサルファイ
ド,ポリエーテルエーテルケトン等の広範囲の熱可塑性
樹脂が挙げられる。
出成形できる樹脂パイプであればいかなるものでも応用
できる。たとえばその樹脂の種類としては、フッ化ビニ
リデン樹脂(PVDF),4フッ化エチレン−6フッ化
プロピレン共重合樹脂(FEP)及び4フッ化エチレン
−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PF
A)等のフッ素樹脂、その他塩化ビニール樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレン,ポリフェニレンサルファイ
ド,ポリエーテルエーテルケトン等の広範囲の熱可塑性
樹脂が挙げられる。
【0030】
(実施例1)本発明の樹脂パイプの接続方法及び接続装
置を、それらの好適な第1の実施例を示す図1から図3
までを用いて説明する。図1は、第1の実施例における
樹脂パイプの接続方法及びそれに適する接続装置の構成
を示すブロック図である。図2は、第1の実施例におけ
る2つの樹脂パイプを接続するべき状態に設置した場合
の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面図である。図3
は、第1の実施例における2つの樹脂パイプを接続した
直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図である。
置を、それらの好適な第1の実施例を示す図1から図3
までを用いて説明する。図1は、第1の実施例における
樹脂パイプの接続方法及びそれに適する接続装置の構成
を示すブロック図である。図2は、第1の実施例におけ
る2つの樹脂パイプを接続するべき状態に設置した場合
の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面図である。図3
は、第1の実施例における2つの樹脂パイプを接続した
直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図である。
【0031】図1において、樹脂パイプライン1のう
ち、2つの樹脂パイプ1a及び1bはそれぞれ端面を接
し、接続されるべき状態で配置されている。これらの樹
脂パイプ1a及び1bの接続部分の近傍の外周面には、
ステンレス鋼の円筒状の発熱体2が配置されている。発
熱体2を取囲むように、その外側にはワークコイル3が
設けられている。ワークコイル3の両端子間には共振コ
ンデンサー4と出力トランスの2次巻線とが直列接続さ
れている。出力トランス5の1次巻線はインバーター6
に接続されている。インバーター6には直流(DC)電
源7及び商用電源または発電機の電源10が接続されて
いる。DC電源7では交流電流を直流電流に変換して出
力する。またインバーター6にはバッテリー9から電力
を供給することもできる。この場合は、DC電源8によ
り、DC−DCコンバーターを用いて、バッテリー9か
らの直流電力を所定の電圧及び/または電流に変換して
インバーター6に出力する。インバーター6はDC電源
7またはDC電源8からの直流電力を所定の電圧及び周
波数の交流電力に変換し、出力トランス5の1次巻線に
出力する。出力トランス5の1次巻線に所定の電圧及び
周波数の交流電流が流れると、2次巻線に所定の2次電
流が流れる。この2次電流がワークコイル3に流れる
と、ワークコイル3が発生する磁束はそれに応じて変化
する。磁束が変化すると、それに伴って誘導起電力が発
生し、発熱体2に誘導電流が流れる。発熱体2に誘導電
流が流れると、発熱体2の抵抗によるジュール熱により
発熱体2が発熱する。なお、インバーター6は、コンデ
ンサー4とコイルのリーケージインダクタンスによる共
振回路を常に共振状態に保つため、位相固定ループ(フ
ェーズロックドループ:PLL)制御を内蔵したインバ
ータを用いることが好ましい。
ち、2つの樹脂パイプ1a及び1bはそれぞれ端面を接
し、接続されるべき状態で配置されている。これらの樹
脂パイプ1a及び1bの接続部分の近傍の外周面には、
ステンレス鋼の円筒状の発熱体2が配置されている。発
熱体2を取囲むように、その外側にはワークコイル3が
設けられている。ワークコイル3の両端子間には共振コ
ンデンサー4と出力トランスの2次巻線とが直列接続さ
れている。出力トランス5の1次巻線はインバーター6
に接続されている。インバーター6には直流(DC)電
源7及び商用電源または発電機の電源10が接続されて
いる。DC電源7では交流電流を直流電流に変換して出
力する。またインバーター6にはバッテリー9から電力
を供給することもできる。この場合は、DC電源8によ
り、DC−DCコンバーターを用いて、バッテリー9か
らの直流電力を所定の電圧及び/または電流に変換して
インバーター6に出力する。インバーター6はDC電源
7またはDC電源8からの直流電力を所定の電圧及び周
波数の交流電力に変換し、出力トランス5の1次巻線に
出力する。出力トランス5の1次巻線に所定の電圧及び
周波数の交流電流が流れると、2次巻線に所定の2次電
流が流れる。この2次電流がワークコイル3に流れる
と、ワークコイル3が発生する磁束はそれに応じて変化
する。磁束が変化すると、それに伴って誘導起電力が発
生し、発熱体2に誘導電流が流れる。発熱体2に誘導電
流が流れると、発熱体2の抵抗によるジュール熱により
発熱体2が発熱する。なお、インバーター6は、コンデ
ンサー4とコイルのリーケージインダクタンスによる共
振回路を常に共振状態に保つため、位相固定ループ(フ
ェーズロックドループ:PLL)制御を内蔵したインバ
ータを用いることが好ましい。
【0032】樹脂パイプ1a、1bを溶融するに必要な
エネルギーを伝達させるため、発熱体2の温度は数百度
の高温になることもある。一方、ワークコイル3と発熱
体2とは高周波トランスを形成するが、発熱体2が高温
になるため、ワークコイル3と発熱体2との間の結合は
悪い。そのため、リーケージインダクタンスが大きくな
り、このままではワークコイル3に高周波電流は流れな
い。そこで、共振コンデンサ4はこのワークコイル3に
電流を流すため、ワークコイル3のリーケージインダク
タンスとでLC直列共振回路を作る。このようにするこ
とにより、このLC直列共振周波数の高周波を加えるこ
とができるので、ワークコイル3に高周波電流を流すこ
とができる。インバーター6は出力の電圧と電流を検出
し、その位相差を0にするように制御(PLL制御)す
ることで、常にLC共振周波数の高周波を発生する。従
って、加熱中もLC共振周波数は変化する。また加熱中
のLC共振周波数の変化に追従して、電流も変化する。
エネルギーを伝達させるため、発熱体2の温度は数百度
の高温になることもある。一方、ワークコイル3と発熱
体2とは高周波トランスを形成するが、発熱体2が高温
になるため、ワークコイル3と発熱体2との間の結合は
悪い。そのため、リーケージインダクタンスが大きくな
り、このままではワークコイル3に高周波電流は流れな
い。そこで、共振コンデンサ4はこのワークコイル3に
電流を流すため、ワークコイル3のリーケージインダク
タンスとでLC直列共振回路を作る。このようにするこ
とにより、このLC直列共振周波数の高周波を加えるこ
とができるので、ワークコイル3に高周波電流を流すこ
とができる。インバーター6は出力の電圧と電流を検出
し、その位相差を0にするように制御(PLL制御)す
ることで、常にLC共振周波数の高周波を発生する。従
って、加熱中もLC共振周波数は変化する。また加熱中
のLC共振周波数の変化に追従して、電流も変化する。
【0033】発熱体2の抵抗値はそれほど高くないの
で、樹脂パイプ1a及び1bを溶融温度まで加熱させる
には、発熱体2の内部に大電流(数百アンペア)、低電
圧を発生させる必要がある。一方、ワークコイル3は、
作業性及びコスト等を考慮すると、あまり巻き数を増や
すことは得策でない。そのため、インピーダンス・マッ
チングをとるために、出力トランス5を接続する。これ
により、インバーター6に対する出力トランス5以前の
見掛の抵抗は上昇し、必要な電力を小さくすることがで
きる。DC電源7は、タイマーと組み合わせることによ
り、パイプ融着に必要なエネルギーを設定し、出力す
る。
で、樹脂パイプ1a及び1bを溶融温度まで加熱させる
には、発熱体2の内部に大電流(数百アンペア)、低電
圧を発生させる必要がある。一方、ワークコイル3は、
作業性及びコスト等を考慮すると、あまり巻き数を増や
すことは得策でない。そのため、インピーダンス・マッ
チングをとるために、出力トランス5を接続する。これ
により、インバーター6に対する出力トランス5以前の
見掛の抵抗は上昇し、必要な電力を小さくすることがで
きる。DC電源7は、タイマーと組み合わせることによ
り、パイプ融着に必要なエネルギーを設定し、出力す
る。
【0034】図2に示すように、発熱体2はステンレス
鋼(例えば、SUS304、SUS430等)からなる
円筒状であり、円筒面上に複数の開孔2aが設けられて
いる。発熱体2は、ステンレスパイプの円筒面にドリル
加工により開孔2aを設けてもよいし、あらかじめステ
ンレス鋼板にドリル加工又はプレス加工等により複数の
開孔2aを設けておき、これを円筒状に曲げ、端面を溶
接して成型してもよい。特に後者の場合、円筒状の材料
(パイプ等)の円筒面に後からドリル等で複数の開孔を
設けるよりも、作業が簡単であり、製造コストも安くな
る。発熱体に設ける開孔の数が多い場合や、発熱体を大
量生産する場合は、板状の材料にプレス加工で開孔を設
ける方法が、断然有利である。
鋼(例えば、SUS304、SUS430等)からなる
円筒状であり、円筒面上に複数の開孔2aが設けられて
いる。発熱体2は、ステンレスパイプの円筒面にドリル
加工により開孔2aを設けてもよいし、あらかじめステ
ンレス鋼板にドリル加工又はプレス加工等により複数の
開孔2aを設けておき、これを円筒状に曲げ、端面を溶
接して成型してもよい。特に後者の場合、円筒状の材料
(パイプ等)の円筒面に後からドリル等で複数の開孔を
設けるよりも、作業が簡単であり、製造コストも安くな
る。発熱体に設ける開孔の数が多い場合や、発熱体を大
量生産する場合は、板状の材料にプレス加工で開孔を設
ける方法が、断然有利である。
【0035】例えば、JIS規格による呼び径75Aと
同等の寸法のフッ化ビニリデン樹脂(以下、PVDFと
称する)パイプを接続する場合を例にとり、発熱体2の
一例を具体的数値を用いて説明する。発熱体2の材料と
して、板厚0.5mmのSUS304ステンレス鋼板を
用いた。この呼び径75AのPVDFパイプの外径は8
9.0mmであるので、発熱体2の内径を89.2mm
とし、長さを30mm、とした。開孔2aは、中心から
5mm間隔で5列配列し、各列ごとに等間隔に28個設
けた。開孔2aの大きさ及び形状を直径1mmの円とし
た。なお、接続する樹脂パイプの径にもよるが、加工及
び取扱の容易さを考慮すると、ステンレス鋼板の板厚を
0.5〜1.0mmの範囲の中から選択することが好ま
しい。
同等の寸法のフッ化ビニリデン樹脂(以下、PVDFと
称する)パイプを接続する場合を例にとり、発熱体2の
一例を具体的数値を用いて説明する。発熱体2の材料と
して、板厚0.5mmのSUS304ステンレス鋼板を
用いた。この呼び径75AのPVDFパイプの外径は8
9.0mmであるので、発熱体2の内径を89.2mm
とし、長さを30mm、とした。開孔2aは、中心から
5mm間隔で5列配列し、各列ごとに等間隔に28個設
けた。開孔2aの大きさ及び形状を直径1mmの円とし
た。なお、接続する樹脂パイプの径にもよるが、加工及
び取扱の容易さを考慮すると、ステンレス鋼板の板厚を
0.5〜1.0mmの範囲の中から選択することが好ま
しい。
【0036】一般に、プレス加工により板状材料に穴を
開ける場合、材料の硬さにもよるが、プレス金型の凸型
の折損等のため、板厚の1/2以下の穴を開けることは
困難である。そのため、プレス加工により開孔2aを加
工しようとする場合、開孔2aの最大寸法を板厚の略1
/2以上にすることが好ましい。一方、樹脂パイプ1a
と1bとを接合する際、樹脂の溶融した部分(すなわち
接合部)に樹脂の自己膨張により又は人為的に一定の圧
力が加わる。ところが、開孔2aの寸法が大きすぎる
と、この圧力により溶融した樹脂を開孔2aから外部に
大量に流出し、圧力が低下する。そのため、圧力不足に
より、樹脂パイプの接合が行われなくなる可能性もあ
る。また、樹脂の溶融部分の圧力をあまり低下させない
ために、開孔2aの寸法はできるだけ小さい方、例え
ば、板厚の略2倍以下であることが好ましい。従って、
開孔2aの大きさ(最大寸法又は最大径)は、板厚の略
1/2〜2倍の範囲から選択することが好ましい。
開ける場合、材料の硬さにもよるが、プレス金型の凸型
の折損等のため、板厚の1/2以下の穴を開けることは
困難である。そのため、プレス加工により開孔2aを加
工しようとする場合、開孔2aの最大寸法を板厚の略1
/2以上にすることが好ましい。一方、樹脂パイプ1a
と1bとを接合する際、樹脂の溶融した部分(すなわち
接合部)に樹脂の自己膨張により又は人為的に一定の圧
力が加わる。ところが、開孔2aの寸法が大きすぎる
と、この圧力により溶融した樹脂を開孔2aから外部に
大量に流出し、圧力が低下する。そのため、圧力不足に
より、樹脂パイプの接合が行われなくなる可能性もあ
る。また、樹脂の溶融部分の圧力をあまり低下させない
ために、開孔2aの寸法はできるだけ小さい方、例え
ば、板厚の略2倍以下であることが好ましい。従って、
開孔2aの大きさ(最大寸法又は最大径)は、板厚の略
1/2〜2倍の範囲から選択することが好ましい。
【0037】ワークコイル3に高周波電流を印加する
と、その周波数に応じてワークコイル3により発生され
る磁束が変化し、発熱体2に誘導起電力が発生する。こ
の誘導起電力により発熱体2の内部に電流が流れ、発熱
体2自身の内部抵抗によりジュール熱が発生する。その
結果、発熱体2が発熱し、その付近の樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の温度を外側から徐々に上昇させてい
く。ここで、発熱体2の内周部と樹脂パイプ1a及び1
bの外周部とはほぼ密着しているため、発熱体2と樹脂
パイプ1a及び1bとの間の膨張した空気は開孔2aを
通って外部へ排出される。樹脂パイプ1a及び1bに
は、これらの軸方向に接合のための所定の圧力が加えら
れている。そのため、樹脂パイプ1a及び1bの接続部
分の温度が所定の軟化点または溶融点に達すると、図3
に示すように、外周部の樹脂部分が溶融し、膨張した樹
脂1cが開孔2aから外部に流れ出す。さらに溶融し、
膨張した樹脂は、発熱体2の両端にも膨脹部13を形成
する。その後、加熱を続け、樹脂パイプの内周部まで溶
融させると、2つの樹脂パイプ1a及び1bは隙間なく
溶着される。この際、樹脂パイプ1a及び1bの接続部
分は徐々に加熱されるので、樹脂パイプ1a及び1bの
接続部分は焼け焦げることもなく、また発泡することも
ない。その結果、溶着された接続部分の機械的強度は高
い。さらに、発熱体2は局部的に接続部分にしか設けら
れていないため、樹脂パイプ1a及び1bの軟化または
溶融される範囲は小さく、また溶着の際の膨張した空気
や樹脂を開孔2aを介して外部に排出するため、樹脂パ
イプ1a及び1bの接続部分の内周面には凹凸はほとん
ど発生しない。
と、その周波数に応じてワークコイル3により発生され
る磁束が変化し、発熱体2に誘導起電力が発生する。こ
の誘導起電力により発熱体2の内部に電流が流れ、発熱
体2自身の内部抵抗によりジュール熱が発生する。その
結果、発熱体2が発熱し、その付近の樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の温度を外側から徐々に上昇させてい
く。ここで、発熱体2の内周部と樹脂パイプ1a及び1
bの外周部とはほぼ密着しているため、発熱体2と樹脂
パイプ1a及び1bとの間の膨張した空気は開孔2aを
通って外部へ排出される。樹脂パイプ1a及び1bに
は、これらの軸方向に接合のための所定の圧力が加えら
れている。そのため、樹脂パイプ1a及び1bの接続部
分の温度が所定の軟化点または溶融点に達すると、図3
に示すように、外周部の樹脂部分が溶融し、膨張した樹
脂1cが開孔2aから外部に流れ出す。さらに溶融し、
膨張した樹脂は、発熱体2の両端にも膨脹部13を形成
する。その後、加熱を続け、樹脂パイプの内周部まで溶
融させると、2つの樹脂パイプ1a及び1bは隙間なく
溶着される。この際、樹脂パイプ1a及び1bの接続部
分は徐々に加熱されるので、樹脂パイプ1a及び1bの
接続部分は焼け焦げることもなく、また発泡することも
ない。その結果、溶着された接続部分の機械的強度は高
い。さらに、発熱体2は局部的に接続部分にしか設けら
れていないため、樹脂パイプ1a及び1bの軟化または
溶融される範囲は小さく、また溶着の際の膨張した空気
や樹脂を開孔2aを介して外部に排出するため、樹脂パ
イプ1a及び1bの接続部分の内周面には凹凸はほとん
ど発生しない。
【0038】本発明では、発熱体2の円筒面に複数の開
孔2aを設けているが、この開孔2aは、上記溶着の際
の膨張した空気や樹脂を開孔2aを介して外部に排出す
るために有効であるだけでなく、溶融した樹脂が開孔2
aから外部に流出する。これにより、樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の外周部分が溶融を開始したことを作
業者が容易に知ることができる。その後加熱を続ける
と、溶融した樹脂が開孔2aを埋めることにより、発熱
体2と樹脂パイプ1a及び1bとが一体的に結合され
る。すなわち、発熱体2は、接続作業完了後は、樹脂パ
イプ1a及び1bの接続部分の補強として機能する。特
に、ステンレス鋼は機械的強度が高いため、補強材とし
て優れている。
孔2aを設けているが、この開孔2aは、上記溶着の際
の膨張した空気や樹脂を開孔2aを介して外部に排出す
るために有効であるだけでなく、溶融した樹脂が開孔2
aから外部に流出する。これにより、樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の外周部分が溶融を開始したことを作
業者が容易に知ることができる。その後加熱を続ける
と、溶融した樹脂が開孔2aを埋めることにより、発熱
体2と樹脂パイプ1a及び1bとが一体的に結合され
る。すなわち、発熱体2は、接続作業完了後は、樹脂パ
イプ1a及び1bの接続部分の補強として機能する。特
に、ステンレス鋼は機械的強度が高いため、補強材とし
て優れている。
【0039】(実施例2)本発明の樹脂パイプの接続方
法及び接続装置の、それらの好適な第2の実施例を図4
及び図5を用いて説明する。図4は、第2の実施例にお
ける2つの樹脂パイプを接続部するべき状態に設置した
場合の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面図である。
図5は、第2の実施例における2つの樹脂パイプを接続
した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図である。
なお、図2及び図3に示した上記第1の実施例と同一の
番号を付した部材は実質的に同一であるため、その説明
を省略する。
法及び接続装置の、それらの好適な第2の実施例を図4
及び図5を用いて説明する。図4は、第2の実施例にお
ける2つの樹脂パイプを接続部するべき状態に設置した
場合の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面図である。
図5は、第2の実施例における2つの樹脂パイプを接続
した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図である。
なお、図2及び図3に示した上記第1の実施例と同一の
番号を付した部材は実質的に同一であるため、その説明
を省略する。
【0040】上記第1の実施例においては、発熱体2の
内周部と樹脂パイプ1a及び1bの外周部とがほぼ密着
するように構成されていた。しかし、発熱体2はステン
レス鋼板を円筒状に曲げてその端部を溶接して形成した
ものであり、発熱体2の内径を樹脂パイプ1a及び1b
の外径とほぼ同じ寸法に維持したり、真円度を一定に維
持することは困難である。そのため、大量生産を行うた
めには、発熱体2の内径を樹脂パイプ1a及び1bの外
径よりも所定の公差分だけ大きい寸法にすることが行わ
れている。そこで、第2の実施例は、発熱体2の内周部
と樹脂パイプ1a及び1bの外周部との間の隙間を考慮
した場合に適するように構成したものである。
内周部と樹脂パイプ1a及び1bの外周部とがほぼ密着
するように構成されていた。しかし、発熱体2はステン
レス鋼板を円筒状に曲げてその端部を溶接して形成した
ものであり、発熱体2の内径を樹脂パイプ1a及び1b
の外径とほぼ同じ寸法に維持したり、真円度を一定に維
持することは困難である。そのため、大量生産を行うた
めには、発熱体2の内径を樹脂パイプ1a及び1bの外
径よりも所定の公差分だけ大きい寸法にすることが行わ
れている。そこで、第2の実施例は、発熱体2の内周部
と樹脂パイプ1a及び1bの外周部との間の隙間を考慮
した場合に適するように構成したものである。
【0041】実際には、重力の作用により、図4に示す
ような隙間2bが発熱体2の内周部と樹脂パイプ1a及
び1bの外周部との間に生じる(説明の都合上、隙間2
bは実際よりも誇張して描いてある)。もし、この状態
で第1の実施例と同様に発熱体2を発熱させると、特に
下側では、溶融し、膨張した樹脂は開孔2aからだけで
はなく隙間2bからも発熱体2の外側へ流出し、発熱体
2の両端部にはみ出した樹脂のふくらみ(これをビード
と称する)が生じる。このようなビートが生じると、樹
脂パイプの接続部の外観が損なわれるだけでなく、膨張
した空気や溶融した樹脂の排出がうまく行われず、接続
部分の内側に凹凸が生じるおそれがある。そのため、溶
融樹脂のビートやはみだしをなくし、パイプ溶融部の肉
厚の減少を防ぎ、溶融時の内圧を調整し、接続部分の内
側に凸凹が発生するのを防止するため、発熱体2の両端
部に耐熱性及び電気絶縁性を有する材料からなる円筒状
ストッパー体11を設け、発熱体2の両端部における発
熱体2と樹脂パイプ1a及び1bとの間の隙間を塞ぐよ
うに構成されている。耐熱性及び電気絶縁性を有する材
料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂及びジアリルフタレート樹脂等の熱硬化
性樹脂、特にガラス繊維で強化されているものが好まし
い。また、これらの材料をテープ状のものは取扱が容易
であるため、これを樹脂パイプの外周部に巻回すること
により容易に円筒状ストッパー体を形成することがで
き、また樹脂パイプの接続作業完了後は容易に取り外す
ことができる。
ような隙間2bが発熱体2の内周部と樹脂パイプ1a及
び1bの外周部との間に生じる(説明の都合上、隙間2
bは実際よりも誇張して描いてある)。もし、この状態
で第1の実施例と同様に発熱体2を発熱させると、特に
下側では、溶融し、膨張した樹脂は開孔2aからだけで
はなく隙間2bからも発熱体2の外側へ流出し、発熱体
2の両端部にはみ出した樹脂のふくらみ(これをビード
と称する)が生じる。このようなビートが生じると、樹
脂パイプの接続部の外観が損なわれるだけでなく、膨張
した空気や溶融した樹脂の排出がうまく行われず、接続
部分の内側に凹凸が生じるおそれがある。そのため、溶
融樹脂のビートやはみだしをなくし、パイプ溶融部の肉
厚の減少を防ぎ、溶融時の内圧を調整し、接続部分の内
側に凸凹が発生するのを防止するため、発熱体2の両端
部に耐熱性及び電気絶縁性を有する材料からなる円筒状
ストッパー体11を設け、発熱体2の両端部における発
熱体2と樹脂パイプ1a及び1bとの間の隙間を塞ぐよ
うに構成されている。耐熱性及び電気絶縁性を有する材
料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂及びジアリルフタレート樹脂等の熱硬化
性樹脂、特にガラス繊維で強化されているものが好まし
い。また、これらの材料をテープ状のものは取扱が容易
であるため、これを樹脂パイプの外周部に巻回すること
により容易に円筒状ストッパー体を形成することがで
き、また樹脂パイプの接続作業完了後は容易に取り外す
ことができる。
【0042】次に、接続されるべき樹脂パイプの呼び径
と発熱体2の長さとの関係について説明する。発熱体2
の長さが長いと、それに伴って樹脂パイプ1a及び1b
の接続部分の近傍の加熱される範囲も広くなる。樹脂パ
イプ1a及び1bは加熱されると、溶融温度に達してい
なくても膨張をはじめる。従って、加熱される範囲が広
いほど、樹脂の自己膨張による内圧も高くなる。樹脂の
自己膨張による内圧が高すぎると、樹脂パイプ1a及び
1bの外側から溶融されはじめ、溶融されていない部分
の肉厚が薄くなったときに、樹脂の内圧により座屈が生
じ、樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の内側に凹凸が
生じる。そのため、座屈による凹凸が生じない又は最も
小さくなるような、樹脂パイプ1a及び1bの厚さに応
じた最適な加熱範囲又は発熱体2の長さを求める必要が
ある。各種の呼び径の樹脂パイプに対してそれぞれ長さ
の異なる発熱体2を複数種類用意し、各発熱体2を用い
て接続実験を行った。その結果、接続部分の内側に凹凸
が生じることなく良好に樹脂パイプの接続ができた場合
を次の表1に示す。
と発熱体2の長さとの関係について説明する。発熱体2
の長さが長いと、それに伴って樹脂パイプ1a及び1b
の接続部分の近傍の加熱される範囲も広くなる。樹脂パ
イプ1a及び1bは加熱されると、溶融温度に達してい
なくても膨張をはじめる。従って、加熱される範囲が広
いほど、樹脂の自己膨張による内圧も高くなる。樹脂の
自己膨張による内圧が高すぎると、樹脂パイプ1a及び
1bの外側から溶融されはじめ、溶融されていない部分
の肉厚が薄くなったときに、樹脂の内圧により座屈が生
じ、樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の内側に凹凸が
生じる。そのため、座屈による凹凸が生じない又は最も
小さくなるような、樹脂パイプ1a及び1bの厚さに応
じた最適な加熱範囲又は発熱体2の長さを求める必要が
ある。各種の呼び径の樹脂パイプに対してそれぞれ長さ
の異なる発熱体2を複数種類用意し、各発熱体2を用い
て接続実験を行った。その結果、接続部分の内側に凹凸
が生じることなく良好に樹脂パイプの接続ができた場合
を次の表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】表1から明らかなように、発熱体2の長さ
は、おおむね樹脂パイプの呼び径の1/4から1/1.
5程度の範囲から選択することが好ましいことがわか
る。なお、上記各実施例では、接続されるべき樹脂パイ
プ1a及び1bの材料としてフッ化ビニリデン樹脂(P
VDF)を用いたが、これに限定されるものではなく、
熱可塑性樹脂パイプであればいかなるものでも応用でき
る。例えば、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共
重合樹脂(FEP)及び4フッ化エチレン−パーフルオ
ロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)等のフッ素
樹脂、その他塩化ビニール樹脂、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテル
エーテルケトン等の広範囲の熱可塑性樹脂が挙げられ
る。また該樹脂パイプは直管に限定されず、曲管、継手
管あるいはバルブ等の端部に設けられた管等も含むもの
である。なお、本発明の基本原理は、樹脂パイプの接続
以外にも、ガラスパイプ(石英ガラス、シリカガラス等
を含む)の接続にも利用することができる。
は、おおむね樹脂パイプの呼び径の1/4から1/1.
5程度の範囲から選択することが好ましいことがわか
る。なお、上記各実施例では、接続されるべき樹脂パイ
プ1a及び1bの材料としてフッ化ビニリデン樹脂(P
VDF)を用いたが、これに限定されるものではなく、
熱可塑性樹脂パイプであればいかなるものでも応用でき
る。例えば、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共
重合樹脂(FEP)及び4フッ化エチレン−パーフルオ
ロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)等のフッ素
樹脂、その他塩化ビニール樹脂、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテル
エーテルケトン等の広範囲の熱可塑性樹脂が挙げられ
る。また該樹脂パイプは直管に限定されず、曲管、継手
管あるいはバルブ等の端部に設けられた管等も含むもの
である。なお、本発明の基本原理は、樹脂パイプの接続
以外にも、ガラスパイプ(石英ガラス、シリカガラス等
を含む)の接続にも利用することができる。
【0045】さらに、接続されるべき樹脂パイプの材料
やパイプの直径が異なる場合にも対応できるようにする
ため、インバータ6の発振周波数は少なくとも15〜8
0kHz程度の範囲で自由に可変できるように構成して
もよい。また、予め樹脂パイプの材料や直径等にあわせ
て軟化点または溶融点までの温度及び加熱時間等をメモ
リー等に記憶させておき、これらのデータをマイクロコ
ンピュータに入力するだけで自動的にワークコイルに入
力する電流を制御するように構成してもよい。それによ
り、作業現場での接続作業が容易になる。なお、ワーク
コイル3の材料としては、一般に比較的安価なリッツ線
と呼ばれる細線を撚ったものを用い、樹脂パイプの接続
作業が完了した後は、ワークコイル3を切断して樹脂パ
イプライン1から取外す。さらに、樹脂パイプ1a及び
1bの接続部分の温度が所定の軟化点または溶融点に達
した後、樹脂パイプ1a及び1bをそれらの軸方向に圧
接する際、圧接力が最適となるように所定の治具を用い
るように構成してもよい。
やパイプの直径が異なる場合にも対応できるようにする
ため、インバータ6の発振周波数は少なくとも15〜8
0kHz程度の範囲で自由に可変できるように構成して
もよい。また、予め樹脂パイプの材料や直径等にあわせ
て軟化点または溶融点までの温度及び加熱時間等をメモ
リー等に記憶させておき、これらのデータをマイクロコ
ンピュータに入力するだけで自動的にワークコイルに入
力する電流を制御するように構成してもよい。それによ
り、作業現場での接続作業が容易になる。なお、ワーク
コイル3の材料としては、一般に比較的安価なリッツ線
と呼ばれる細線を撚ったものを用い、樹脂パイプの接続
作業が完了した後は、ワークコイル3を切断して樹脂パ
イプライン1から取外す。さらに、樹脂パイプ1a及び
1bの接続部分の温度が所定の軟化点または溶融点に達
した後、樹脂パイプ1a及び1bをそれらの軸方向に圧
接する際、圧接力が最適となるように所定の治具を用い
るように構成してもよい。
【0046】(実施例3)本発明の樹脂パイプの接続方
法及び接続装置の第3の実施例を示す図6〜図7を用い
て説明する。図6〜7は2つの樹脂パイプの外側に筒状
金属プレートを配置して接続を行う方法の一実施例を示
す要部断面図である。高周波電力発生装置は図1に示す
ものを用いた。
法及び接続装置の第3の実施例を示す図6〜図7を用い
て説明する。図6〜7は2つの樹脂パイプの外側に筒状
金属プレートを配置して接続を行う方法の一実施例を示
す要部断面図である。高周波電力発生装置は図1に示す
ものを用いた。
【0047】発熱体12は、アルミニウム、真鍮、ステ
ンレス等の円筒状の金属からなる。この実施例では発熱
体12には、厚さ方向の穴は開いていない。ワークコイ
ル線3に高周波電力を入力すると、徐々にその付近の接
続部分の樹脂パイプ1a及び1bの温度を上昇させてい
く。樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の温度が所定の
軟化点または溶融点に達すると、樹脂パイプ1a及び1
bは溶着される。溶融した樹脂は体積が固体のときより
も膨脹するため、2つの樹脂パイプ1aと1bとは隙間
なく密着する。この際、樹脂パイプ1a及び1bの接続
部分は徐々に加熱されるので、高温で急激に加熱される
ことはない。そのため、樹脂パイプ1a及び1bの接続
部分は焼け焦げることもなく、また分解による発泡もな
い。その結果、溶着された接続部分の機械的強度は高
い。さらに、発熱体2は局部的に接続部分にしか設けら
れていないため、樹脂パイプ1a及び1bの軟化または
溶融される範囲は小さく、溶着の際の樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の内周面に生ずる凹凸は極めて小さ
い。
ンレス等の円筒状の金属からなる。この実施例では発熱
体12には、厚さ方向の穴は開いていない。ワークコイ
ル線3に高周波電力を入力すると、徐々にその付近の接
続部分の樹脂パイプ1a及び1bの温度を上昇させてい
く。樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の温度が所定の
軟化点または溶融点に達すると、樹脂パイプ1a及び1
bは溶着される。溶融した樹脂は体積が固体のときより
も膨脹するため、2つの樹脂パイプ1aと1bとは隙間
なく密着する。この際、樹脂パイプ1a及び1bの接続
部分は徐々に加熱されるので、高温で急激に加熱される
ことはない。そのため、樹脂パイプ1a及び1bの接続
部分は焼け焦げることもなく、また分解による発泡もな
い。その結果、溶着された接続部分の機械的強度は高
い。さらに、発熱体2は局部的に接続部分にしか設けら
れていないため、樹脂パイプ1a及び1bの軟化または
溶融される範囲は小さく、溶着の際の樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の内周面に生ずる凹凸は極めて小さ
い。
【0048】接続されるべき樹脂パイプ1a及び1bの
材料やパイプの直径が異なる場合にも対応できるように
するため、インバータの発振周波数は少なくとも15〜
80kHz程度の範囲で自由に可変できるように構成さ
れている。また、予め樹脂パイプの材料や直径等にあわ
せて軟化点または溶融点までの温度及び加熱時間等をメ
モリー等に記憶させておき、これらのデータをマイクロ
コンピュータに入力するだけで自動的にワークコイルに
入力する電流を制御するように構成することにより、作
業現場での接続作業が容易になる。なお、ワークコイル
3の材料としては、一般に比較的安価なリッツ線と呼ば
れる細線を撚ったものを用い、樹脂パイプの接続作業が
完了した後は、ワークコイル3をニッパー等で切断して
樹脂パイプライン1から取外す。さらに、樹脂パイプ1
a及び1bの接続部分の温度が所定の軟化点または溶融
点に達した後、樹脂パイプ1a及び1bをそれらの軸方
向に圧接する際、圧接力が最適となるように所定の治具
を用いるように構成してもよい。
材料やパイプの直径が異なる場合にも対応できるように
するため、インバータの発振周波数は少なくとも15〜
80kHz程度の範囲で自由に可変できるように構成さ
れている。また、予め樹脂パイプの材料や直径等にあわ
せて軟化点または溶融点までの温度及び加熱時間等をメ
モリー等に記憶させておき、これらのデータをマイクロ
コンピュータに入力するだけで自動的にワークコイルに
入力する電流を制御するように構成することにより、作
業現場での接続作業が容易になる。なお、ワークコイル
3の材料としては、一般に比較的安価なリッツ線と呼ば
れる細線を撚ったものを用い、樹脂パイプの接続作業が
完了した後は、ワークコイル3をニッパー等で切断して
樹脂パイプライン1から取外す。さらに、樹脂パイプ1
a及び1bの接続部分の温度が所定の軟化点または溶融
点に達した後、樹脂パイプ1a及び1bをそれらの軸方
向に圧接する際、圧接力が最適となるように所定の治具
を用いるように構成してもよい。
【0049】次に図6〜7を用いてさらに具体的実施例
を説明する。まず樹脂パイプ1a及び1bとしてフッ化
ビニリデン樹脂(PVDF−65A、融点:178〜1
80℃))製パイプ(外径76mm、肉厚4.2mm)
を用い、図6のように筒状金属発熱体12(材質:アル
ミニウム製、内径76.2mm、厚さ1.0mm、長さ
20mm)を外側に配置して、端面と端面を正確に合わ
せた。
を説明する。まず樹脂パイプ1a及び1bとしてフッ化
ビニリデン樹脂(PVDF−65A、融点:178〜1
80℃))製パイプ(外径76mm、肉厚4.2mm)
を用い、図6のように筒状金属発熱体12(材質:アル
ミニウム製、内径76.2mm、厚さ1.0mm、長さ
20mm)を外側に配置して、端面と端面を正確に合わ
せた。
【0050】次に、図7に示すようにリッツ線(材質:
銅、構成芯線の直径:0.12mm、線全体の直径6.
6mm)からなるワークコイル3を巻き(巻き数:4タ
ーン)、74KHzの周波数で、118Wの電力を入力
し、9分かけて溶着した。
銅、構成芯線の直径:0.12mm、線全体の直径6.
6mm)からなるワークコイル3を巻き(巻き数:4タ
ーン)、74KHzの周波数で、118Wの電力を入力
し、9分かけて溶着した。
【0051】本実施例では、加熱時間9分で発熱体の温
度が270℃まで加熱され、その後電力供給をストップ
することにより10分間で100℃まで冷却した。この
温度と時間の挙動を図8に示す。以上のように、溶着に
必要な温度制御が極めて容易にできた。その溶着過程
は、電力入力後、発熱体12は全面で発熱し(面状発
熱)、まず発熱体12に接触している樹脂の部分が溶融
した。そして体積が増加することにより、一部の溶融樹
脂は発熱体12の端部の隣接部に溶融樹脂の盛り上がり
部13を形成した。一部の溶融樹脂は樹脂パイプ1a及
び1bの端面の間隙に入り、境界部の樹脂を溶融させ
た。また樹脂パイプ1a及び1bの内面部は、伝熱が遅
いため溶融せず、遅れて溶融するため、端面融着に必要
な圧力を生むが最終的にはこの部分も溶融することが好
ましい。壁(固体)のまま存在し、大きく変形すること
はなかった。このことから、本実施例の接続方法によれ
ば、2つの樹脂パイプの端面の溶着に必要な接着圧を発
現しながら溶着していることが確認できた。
度が270℃まで加熱され、その後電力供給をストップ
することにより10分間で100℃まで冷却した。この
温度と時間の挙動を図8に示す。以上のように、溶着に
必要な温度制御が極めて容易にできた。その溶着過程
は、電力入力後、発熱体12は全面で発熱し(面状発
熱)、まず発熱体12に接触している樹脂の部分が溶融
した。そして体積が増加することにより、一部の溶融樹
脂は発熱体12の端部の隣接部に溶融樹脂の盛り上がり
部13を形成した。一部の溶融樹脂は樹脂パイプ1a及
び1bの端面の間隙に入り、境界部の樹脂を溶融させ
た。また樹脂パイプ1a及び1bの内面部は、伝熱が遅
いため溶融せず、遅れて溶融するため、端面融着に必要
な圧力を生むが最終的にはこの部分も溶融することが好
ましい。壁(固体)のまま存在し、大きく変形すること
はなかった。このことから、本実施例の接続方法によれ
ば、2つの樹脂パイプの端面の溶着に必要な接着圧を発
現しながら溶着していることが確認できた。
【0052】次に電力供給をストップするか、または徐
々に電力供給量を低下させると、発熱体12の部分から
除々に冷却された。そして、端部の隣接部に溶融樹脂の
盛り上がり部(ビード)13を残したまま全体が固化し
た。これによって樹脂パイプ1a及び1bの溶着(融着
と同じ)は完成した。前記樹脂パイプをその軸線方向に
2分割して溶着接合部の断面を検査したところ、完全に
溶融一体化されていることが確認された。
々に電力供給量を低下させると、発熱体12の部分から
除々に冷却された。そして、端部の隣接部に溶融樹脂の
盛り上がり部(ビード)13を残したまま全体が固化し
た。これによって樹脂パイプ1a及び1bの溶着(融着
と同じ)は完成した。前記樹脂パイプをその軸線方向に
2分割して溶着接合部の断面を検査したところ、完全に
溶融一体化されていることが確認された。
【0053】上記のようにして得られた樹脂パイプの接
続部は、発熱体12により樹脂パイプの溶着部に水圧が
かかったときでも内部からの膨らみを防止できるととも
に、補強効果を発現し、また曲げ方向に対する補強効果
も高かった。さらに融着部は仕上がりがスムースでデッ
ドスペース等はなかった。
続部は、発熱体12により樹脂パイプの溶着部に水圧が
かかったときでも内部からの膨らみを防止できるととも
に、補強効果を発現し、また曲げ方向に対する補強効果
も高かった。さらに融着部は仕上がりがスムースでデッ
ドスペース等はなかった。
【0054】(実施例4)前記実施例3(図6〜7)に
示した実施例では、金属からなるリング状発熱体12を
樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の外周に配置した例
を示したが、図9に示す構造にすることもできる。すな
わち、図9に示す実施例においては、樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の外周面及び内周面の両側に円筒状金
属発熱体14,15を設けるように構成したものであ
る。円筒状金属発熱体14,15を樹脂パイプの両側に
配置すると、肉厚パイプの接続には有利である。また円
筒状金属発熱体15は非常に薄いため、内周面に設けら
れた発熱体15による表面の凹凸は非常に小さく、樹脂
パイプラインを流れる流体(純水等)の流れにはほとん
ど影響を及ぼさない。
示した実施例では、金属からなるリング状発熱体12を
樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の外周に配置した例
を示したが、図9に示す構造にすることもできる。すな
わち、図9に示す実施例においては、樹脂パイプ1a及
び1bの接続部分の外周面及び内周面の両側に円筒状金
属発熱体14,15を設けるように構成したものであ
る。円筒状金属発熱体14,15を樹脂パイプの両側に
配置すると、肉厚パイプの接続には有利である。また円
筒状金属発熱体15は非常に薄いため、内周面に設けら
れた発熱体15による表面の凹凸は非常に小さく、樹脂
パイプラインを流れる流体(純水等)の流れにはほとん
ど影響を及ぼさない。
【0055】(実施例5)前記実施例3(図6〜7)に
示した実施例では、1つの金属製リング状発熱体12を
樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の外周に配置した例
を示したが、図10,11に示す例では、2つの樹脂パ
イプのそれぞれの外周面に、約2mmの間隙(スリッ
ト)18をあけて円筒状金属発熱体16,17を配置し
た。すなわち、2つの円筒状金属発熱体16と17(材
質:アルミニウム製、内径76.2mm、厚さ1.0m
m、長さ10mm)を用いて、その間にスリット部分1
8をあけた。樹脂パイプ1a及び1bとしてフッ化ビニ
リデン樹脂(PVDF−65A、融点:178〜180
℃))製パイプ(外径76mm、肉厚4.2mm)を用
い、端面と端面を正確に合わせた。そして実施例3と同
様に、樹脂パイプを接続したところ、接続部に空気がた
まらず、樹脂パイプの変形を防止できるうえ、スリット
部分18に溶融樹脂がゆっくりと流れて接続部に入り込
むことを目で観察しながら融着でき、確実な接続が行え
た。またスリット部分18には溶融樹脂が盛り上がった
まま冷却し、盛り上がり部19を形成した。
示した実施例では、1つの金属製リング状発熱体12を
樹脂パイプ1a及び1bの接続部分の外周に配置した例
を示したが、図10,11に示す例では、2つの樹脂パ
イプのそれぞれの外周面に、約2mmの間隙(スリッ
ト)18をあけて円筒状金属発熱体16,17を配置し
た。すなわち、2つの円筒状金属発熱体16と17(材
質:アルミニウム製、内径76.2mm、厚さ1.0m
m、長さ10mm)を用いて、その間にスリット部分1
8をあけた。樹脂パイプ1a及び1bとしてフッ化ビニ
リデン樹脂(PVDF−65A、融点:178〜180
℃))製パイプ(外径76mm、肉厚4.2mm)を用
い、端面と端面を正確に合わせた。そして実施例3と同
様に、樹脂パイプを接続したところ、接続部に空気がた
まらず、樹脂パイプの変形を防止できるうえ、スリット
部分18に溶融樹脂がゆっくりと流れて接続部に入り込
むことを目で観察しながら融着でき、確実な接続が行え
た。またスリット部分18には溶融樹脂が盛り上がった
まま冷却し、盛り上がり部19を形成した。
【0056】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の樹脂パイプ
の接続方法によれば、2つの樹脂パイプを接続されるべ
き状態に配置し、接続部の周囲に円筒面上に円筒状金属
の発熱体を配置し、前記発熱体の周囲近傍に設けたコイ
ルに高周波電流を印加し、誘導加熱により前記発熱体を
発熱させ、前記樹脂パイプの接続部分を溶着することに
より樹脂パイプの接続部分にデッドスペースや隙間を生
ずることなく、樹脂パイプを容易に接続することができ
る。
の接続方法によれば、2つの樹脂パイプを接続されるべ
き状態に配置し、接続部の周囲に円筒面上に円筒状金属
の発熱体を配置し、前記発熱体の周囲近傍に設けたコイ
ルに高周波電流を印加し、誘導加熱により前記発熱体を
発熱させ、前記樹脂パイプの接続部分を溶着することに
より樹脂パイプの接続部分にデッドスペースや隙間を生
ずることなく、樹脂パイプを容易に接続することができ
る。
【0057】また本発明の樹脂パイプの接続装置によれ
ば、接続するべき2つの樹脂パイプの接続部の周囲に嵌
装される円筒状金属の発熱体と、前記発熱体の周囲近傍
に設けられたコイルと、誘導加熱により前記発熱体を発
熱させるために前記コイルに高周波電流を印加する高周
波電流発生手段とを具備することにより、効率よく合理
的にデッドスペースや隙間を生ずることなく、樹脂パイ
プを容易に接続することができる。
ば、接続するべき2つの樹脂パイプの接続部の周囲に嵌
装される円筒状金属の発熱体と、前記発熱体の周囲近傍
に設けられたコイルと、誘導加熱により前記発熱体を発
熱させるために前記コイルに高周波電流を印加する高周
波電流発生手段とを具備することにより、効率よく合理
的にデッドスペースや隙間を生ずることなく、樹脂パイ
プを容易に接続することができる。
【図1】 本発明の樹脂パイプの接続方法及び接続装置
の好適な一実施例の構成を示すブロック図
の好適な一実施例の構成を示すブロック図
【図2】 本発明の穴開きタイプの発熱体を用いた第1
の実施例における2つの樹脂パイプを接続するべき状態
に設置した場合の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面
図
の実施例における2つの樹脂パイプを接続するべき状態
に設置した場合の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面
図
【図3】 同第1の実施例における2つの樹脂パイプを
接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
【図4】 本発明の穴開きタイプの発熱体を用い、その
両端に円筒状ストッパー体を配置させた第2の実施例に
おける、2つの樹脂パイプを接続するべき状態に設置し
た場合の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面図
両端に円筒状ストッパー体を配置させた第2の実施例に
おける、2つの樹脂パイプを接続するべき状態に設置し
た場合の、接続部近傍の詳細な構成を示す断面図
【図5】 同第2の実施例における2つの樹脂パイプを
接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
【図6】 本発明の穴の開いていないタイプの発熱体を
用いた第3の実施例における、2つの樹脂パイプを接続
するべき状態に設置した場合の、接続部近傍の詳細な構
成を示す断面図
用いた第3の実施例における、2つの樹脂パイプを接続
するべき状態に設置した場合の、接続部近傍の詳細な構
成を示す断面図
【図7】 同第3の実施例における2つの樹脂パイプを
接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
【図8】 同第3の実施例における発熱体の温度変化を
示す図
示す図
【図9】 本発明の穴の開いていないタイプの発熱体を
樹脂パイプの内側と外側に配置した第4の実施例を示す
断面図
樹脂パイプの内側と外側に配置した第4の実施例を示す
断面図
【図10】 本発明の第5の実施例における2つの円筒
状発熱体を用いてスリットを開けて配置し、2つの樹脂
パイプを接続するべき状態に設置した場合の、接続部近
傍の詳細な構成を示す断面図
状発熱体を用いてスリットを開けて配置し、2つの樹脂
パイプを接続するべき状態に設置した場合の、接続部近
傍の詳細な構成を示す断面図
【図11】 同第5の実施例における2つの樹脂パイプ
を接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
を接続した直後の、接続部近傍の詳細な構成を示す図
【図12】 従来の樹脂パイプの接続方法を示す断面図
【図13】 従来の別の樹脂パイプの接続方法を示す断
面図
面図
1 :樹脂パイプライン 1a,1b :樹脂パイプ 2, :発熱体 3 :ワークコイル 4 :共振コンデンサー 5 :出力トランス 6 :インバーター 7 :DC電源 8 :DC電源 9 :バッテリー 10 :商用電源または発電機 11 :円筒状ストッパー体 12 :発熱体 13 :盛り上がり部(ビード) 14 :円筒状金属発熱体 15 :円筒状金属発熱体 16,17 :円筒状金属発熱体 18 :間隙(スリット) 19 :盛り上がり部 20 :接着剤 21a,21b :フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤羽 篤 京都府京都市左京区下鴨中川原町40番地 榮光電機株式会社内 (72)発明者 松岡 弘市 宮崎県延岡市中の瀬町2丁目5955番地 旭 有機材工業株式会社内
Claims (11)
- 【請求項1】 2つの樹脂パイプを接続されるべき状態
に配置し、接続部の周囲に円筒面上に円筒状金属の発熱
体を配置し、前記発熱体の周囲近傍に設けたコイルに高
周波電流を印加し、誘導加熱により前記発熱体を発熱さ
せ、前記樹脂パイプの接続部分を溶着する樹脂パイプの
接続方法。 - 【請求項2】 接続するべき2つの樹脂パイプの接続部
の周囲に嵌装される円筒状金属の発熱体と、前記発熱体
の周囲近傍に設けられたコイルと、誘導加熱により前記
発熱体を発熱させるために前記コイルに高周波電流を印
加する高周波電流発生手段とを具備する樹脂パイプの接
続装置。 - 【請求項3】 円筒状金属の厚さ方向に複数の開孔を有
する請求項1または2に記載の樹脂パイプの接続方法又
は樹脂パイプの接続装置。 - 【請求項4】 発熱体の内径は、樹脂パイプの外径より
も所定の寸法公差分だけ大きく、前記発熱体は前記樹脂
パイプとほぼ密着した状態で発熱される請求項1から3
のいずれかに記載の樹脂パイプの接続方法又は樹脂パイ
プの接続装置。 - 【請求項5】 発熱体の材料はステンレス鋼、真鍮及び
アルミニウムから選ばれた少なくとも一つである請求項
1から4のいずれかに記載の樹脂パイプの接続方法又は
樹脂パイプの接続装置。 - 【請求項6】 発熱体はステンレス鋼板を溶接により円
筒状に成型したものである請求項5記載の樹脂パイプの
接続方法又は樹脂パイプの接続装置。 - 【請求項7】 円筒状金属の厚さ方向に設けられた複数
の開孔の直径が、0.1mm〜5mmの範囲である請求
項6記載の樹脂パイプの接続方法又は樹脂パイプの接続
装置。 - 【請求項8】 円筒状金属の厚さ方向に設けられた複数
の開孔は複数列設けられ、各列の開孔は等間隔に設けら
れている請求項7記載の樹脂パイプの接続方法又は樹脂
パイプの接続装置。 - 【請求項9】 発熱体の幅は、樹脂パイプの呼び径の略
1/4から略1/1.5の範囲である請求項1から8の
いずれかに記載の樹脂パイプの接続方法又は樹脂パイプ
の接続装置。 - 【請求項10】 発熱体の両端部に密着するように、2
つの樹脂パイプのそれぞれの外周面に、耐熱性及び電気
絶縁性を有する材料からなる円筒状ストッパー体を設け
る請求項1から9のいずれかに記載の樹脂パイプの接続
方法又は樹脂パイプの接続装置。 - 【請求項11】 2つの樹脂パイプのそれぞれの外周面
に、0.1mm〜10mmの範囲の間隙をあけて円筒状
金属発熱体を配置した請求項1から10のいずれかに記
載の樹脂パイプの接続方法又は樹脂パイプの接続装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6191584A JPH0839675A (ja) | 1993-09-24 | 1994-08-15 | 樹脂パイプの接続方法及び接続装置 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-237564 | 1993-09-24 | ||
JP23756493 | 1993-09-24 | ||
JP10806694 | 1994-05-23 | ||
JP6-108066 | 1994-05-23 | ||
JP6191584A JPH0839675A (ja) | 1993-09-24 | 1994-08-15 | 樹脂パイプの接続方法及び接続装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0839675A true JPH0839675A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=27311131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6191584A Pending JPH0839675A (ja) | 1993-09-24 | 1994-08-15 | 樹脂パイプの接続方法及び接続装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0839675A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07224988A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-22 | Toa Koukiyuu Keishiyu Valve Seizo Kk | 熱可塑性プラスチック製管継手の融着方法 |
JP2013533065A (ja) * | 2010-08-13 | 2013-08-22 | キャスアールエックス リミテッド | カテーテルシースおよび製造方法 |
JP2016165836A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社ミヤデン | 樹脂製部材の加工装置及び加工方法 |
JP2017516444A (ja) * | 2014-05-13 | 2017-06-15 | ジーボックス エルエルシー | 共振磁界励磁機つき巻線界磁型同期機 |
IT201600101620A1 (it) * | 2016-10-11 | 2018-04-11 | Ritmo Spa | Apparecchiatura per la saldatura mediante elettrofusione di giunti in materiale termoplastico. |
-
1994
- 1994-08-15 JP JP6191584A patent/JPH0839675A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07224988A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-22 | Toa Koukiyuu Keishiyu Valve Seizo Kk | 熱可塑性プラスチック製管継手の融着方法 |
JP2013533065A (ja) * | 2010-08-13 | 2013-08-22 | キャスアールエックス リミテッド | カテーテルシースおよび製造方法 |
US9700696B2 (en) | 2010-08-13 | 2017-07-11 | Cathrx, Ltd | Method of manufacturing a catheter sheath |
US10279144B2 (en) | 2010-08-13 | 2019-05-07 | Cathrx Ltd | Method of manufacturing a catheter sheath |
JP2017516444A (ja) * | 2014-05-13 | 2017-06-15 | ジーボックス エルエルシー | 共振磁界励磁機つき巻線界磁型同期機 |
JP2016165836A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社ミヤデン | 樹脂製部材の加工装置及び加工方法 |
IT201600101620A1 (it) * | 2016-10-11 | 2018-04-11 | Ritmo Spa | Apparecchiatura per la saldatura mediante elettrofusione di giunti in materiale termoplastico. |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |