(57)【要約】【課題】  エレクトロフュージョン継手で接続された部分のプラスチック管から流体漏洩が生じるのを防止し、信頼性の高いエレクトロフュージョン継手を提供する。【解決手段】  通電発熱体９を内蔵したプラスチック製の継手本体８に接続すべきプラスチック管１を嵌挿し、通電発熱体９を発熱させ、継手本体８とプラスチック管１との接合面である、継手本体８のプラスチック管本体２が嵌挿される内周面とプラスチック管１の外周面とを加熱溶融し、熱融着して接合するようにしたエレクトロフュージョン継手２０において、前記継手本体８の外周に金属製又はセラミック製の補強層２１を設けてなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電発熱体を内蔵したプラスチック製の継手本体に接続すべきプラスチック管を嵌挿し、通電発熱体を発熱させ、継手本体とプラスチック管との接合面を加熱溶融し、熱融着して接合するようにしたエレクトロフュージョン継手において、前記継手本体の外周に補強層を設けてなることを特徴とするエレクトロフュージョン継手。
【請求項２】
前記補強層は金属製又はセラミック製の補強層である請求項１記載のエレクトロフュージョン継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス、油、水等の流体を輸送するプラスチック管同士、又は該プラスチック管と他の部材とを接続するために使用するエレクトロフュージョン継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス管や水道管等は施工が容易で、耐震性に優れていること等から、従来の鉄管に代わってプラスチック管が広く普及し、多用されている。プラスチック管は、０．１〜０．３ＭＰａ程度の小さな流体圧力で使用される場合、単層又は２層構造であり、特に補強が施されていない。ところが、それ以上の流体圧力、特に１ＭＰａ以上の大きな圧力で使用される場合、例えば、図２に示すような、鋼帯等による補強やアラミド繊維等高強度繊維等による補強が施されたプラスチック管１が使用される。即ち、内径５０〜５００ｍｍ程度のポリエチレン等で出来たプラスチック管本体２の外周に、布テープの周回巻きにより形成されたクッション層３を介して、軟鋼等の通常鋼又はステンレス鋼の薄肉テープを一定のギャップをもって複数層に周回巻きした金属テープ巻層４を設け、更にその外周に、布テープの周回巻きにより形成された押えテープ巻層５を介して、ポリエチレン等のプラスチックの保護層６を設けたものが使用される。
【０００３】
一方、プラスチック管を接続する場合、管の接続操作が容易で現場施工性に優れ、且つ、接続後の流体漏れが少ないこと等から、例えば、図３に示すようなエレクトロフュージョン継手７（電気融着継手、略称ＥＦ継手）が広く普及し、多用されている。
【０００４】
エレクトロフュージョン継手７は、電熱線等の通電発熱体９を内蔵したプラスチック製の継手本体８に接続すべきプラスチック管１を嵌挿し、通電発熱体９に通電し、これを発熱させ、継手本体８とプラスチック管１との接合面である継手本体８の内周面とプラスチック管１の外周面とを加熱溶融し、熱融着して接合するようにしたものである。なお、１０は通電発熱体９の両端にリード線１１を介して電気的に接続され、継手本体８の両端近傍の外周面に突設されたターミナル、１２はターミナル１０に接続されるコネクタ、１３は通電発熱体９に供給する電流のオンオフ、切換及び電流値の制御を行うコントローラ、１４はコネクタ１２とコントローラ１３とを電気的に接続する出力コード、１５は通電発熱体９に電流を供給してこれを加熱させるバッテリー等の電源、１６は基端がコネクタ１２に取り付けられ、先端を継手本体８に内蔵された通電発熱体９の近傍まで挿入して前記接合面付近の熱融着されるプラスチック樹脂の温度を検出して監視するための温度センサである。
【０００５】
前記エレクトロフュージョン継手７を用いて、例えば、図３に示すように、プラスチック管１同士を接続する場合には、先ず、接続すべきプラスチック管１の端末部分の保護層６、押えテープ巻層５、金属テープ巻層４及びクッション層３を剥いで取り除き、プラスチック管本体２を露出させて、この露出させたプラスチック管本体２をエレクトロフュージョン継手７の継手本体８に嵌挿し、通電発熱体９に通電してこれを発熱させ、継手本体８とプラスチック管本体２の接合面、即ち、継手本体８のプラスチック管１が嵌挿される内周面とプラスチック管１の外周面とを所定温度になるまで加熱する。そして、前記接合面が加熱溶融して熱融着し、継手本体とプラスチック管本体２の接合が終了したら、コントローラ１３で通電発熱体９への通電を停止し、接合面の熱融着状態、即ち、接合状態を目視及び触指により確認し、ターミナル１０から出力コード１４のコネクタ１２を取り外す。
【０００６】
ここで、上記のような、高圧流体に使用されるプラスチック管に用いる管継手は、プラスチック管とエレクトロフュージョン継手の接続部が流体の圧力で膨張変形したり座屈変形したりして、変形した接続部から流体が漏洩する可能性があるので、これを補強する方法として、下記のような提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実願昭６１−０１６６６４号（実開昭６２−１３０２８３号）のマイクロフィルム
【特許文献２】実願昭６１−０１６５７９号（実開昭６２−１７２８９４号）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のようにしてプラスチック管１の接続をエレクトロフュージョン継手７で行うと、プラスチック管１はエレクトロフュージョン継手７以外の個所では金属テープ巻層４で補強されるが、エレクトロフュージョン継手７で接続される部分は金属テープ巻層４で補強されないので、機械的強度が弱くなる。またエレクトロフュージョン継手７の継手本体８はプラスチック製のため、一般的に機械的強度が弱い。
【０００９】
このため、プラスチック管１はエレクトロフュージョン継手７で接続された部分の強度が不足する。その部分の強度が不足すると、不測の事態が生じて、管内圧が大きく増加した場合、その部分の管が膨張変形したり、或いは、前記継手７に大きな外圧、外力が加わった場合、その部分の管が座屈変形したりして、エレクトロフュージョン継手の熱融着接合部分に亀裂が生じたり、継手本体が破損し易くなる。亀裂や破損が生じると、エレクトロフュージョン継手で接続された部分のプラスチック管から流体漏洩を引き起こし、エレクトロフュージョン継手の信頼性を低下させるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決し、エレクトロフュージョン継手で接続された部分のプラスチック管から流体漏洩が生じるのを防止し、信頼性の高いエレクトロフュージョン継手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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明のエレクトロフュージョン継手は、通電発熱体を内蔵したプラスチック製の継手本体に接続すべきプラスチック管を嵌挿し、通電発熱体を発熱させ、継手本体とプラスチック管との接合面を加熱溶融し、熱融着して接合するようにした継手において、前記継手本体の外周に補強層を設けてなるものである。また、前記補強層は、金属製又はセラミック製の補強層とすることができる。
【００１２】
上記のように、プラスチック製の継手本体の外周に補強層を設けて継手本体を機械的に補強したことにより、管内圧が大きく増加しても、その部分の管が膨張変形せず、或いは、前記継手７に大きな外圧、外力が加わっても、その部分の管が座屈変形せず、エレクトロフュージョン継手の熱融着接合部分に亀裂が生じたり、また、継手本体が破損したりしにくくなる。そこで、エレクトロフュージョン継手で接続された部分のプラスチック管から流体漏洩を引き起こすことがなくなり、エレクトロフュージョン継手の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明のエレクトロフュージョン継手によれば、継手本体の外周に補強層を設けて継手本体を機械的に補強したので、管内圧が大きく増加しても、その部分の管が膨張変形せず、或いは、前記継手７に大きな外圧、外力が加わっても、その部分の管が座屈変形せず、エレクトロフュージョン継手の熱融着接合部分に亀裂が生じたり、また、継手本体が破損したりしにくくなる。
そこで、エレクトロフュージョン継手で接続された部分のプラスチック管から流体漏洩を引き起こすことがなくなり、エレクトロフュージョン継手の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るエレクトロフュージョン継手の一実施形態を示す断面図である。
【図２】エレクトロフュージョン継手で接続すべきプラスチック管の一例を示す断面図である。
【図３】従来のエレクトロフュージョン継手を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に示す一実施形態に基づいて更に詳細に説明する。なお、従来の技術と同一構成の部品には同じ符号を用いる。図１は、例えば、プラスチック管１同士を接続する場合に使用するエレクトロフュージョン継手２０の断面図である。このエレクトロフュージョン継手２０は、通電発熱体９を内蔵したプラスチック製の円筒形状の継手本体８を備えた直管継手である。
【００１６】
継手本体８はポリ塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブデン樹脂等の熱可塑性プラスチック材を成形して形成されている。また、通電発熱体９は、図示するものでは、ニクロム線等の電熱線からなる。この通電発熱体９は、継手本体８と、これに嵌挿される接続すべきプラスチック管１との接合面である継手本体８の内周面付近の継手本体８内にスパイラル状に巻回して埋設される。上記のように継手本体８に通電発熱体９を内蔵するには、例えば、継手本体８の成形用金型内の中心に予め中子を配設し、その中子を取り囲むようにコイル状の通電発熱体９を嵌挿しておき、前記金型内に前記樹脂材料を射出して継手本体８を成形すると共に該継手本体８内に一体に埋め込み、射出成形後、金型を分解して取り外すと共に中子を引き抜くことにより行う。なお、通電発熱体９は、上記電熱線のほかに、図示しないが、例えば、カーボンブラック、黒鉛粒子、金属粒子（銅、鉄、ニッケル等の粉末）、これらの混合物等の導電性粒子をポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性プラスチック材中に配合させた通電発熱層で構成してもよい。
【００１７】
１０は通電発熱体９の両端にリード線１１を介して電気的に接続されたターミナルで、継手本体８の両端近傍の外周に突設される。このターミナル１０も継手本体８の成形と同時に一体に設けられる。１２はターミナル１０に接続されるコネクタ、１３は通電発熱体９に供給する電流のオンオフ、切換及び電流値の制御を行うコントローラ、１４はコネクタ１２とコントローラ１３とを電気的に接続する出力コード、１５は通電発熱体９に電流を供給してこれを加熱させるバッテリー等の電源、１６は基端がコネクタ１２に取り付けられ、先端を継手本体８に内蔵された通電発熱体９の近傍まで挿入して前記接合面付近の熱融着されるプラスチック樹脂の温度を検出して監視するための温度センサである。そして、コントローラ１３を操作して、電源１５から通電発熱体９に電力を供給し、通電することにより、これを発熱させ、継手本体８と接続すべきプラスチック管１との接合面である継手本体８の内周面とプラスチック管１の外周面とを加熱溶融し、熱融着して接合するようになっている。
【００１８】
上記構成は従来のものと同一である。本発明のエレクトロフュージョン継手２０は、前記継手本体８の外周に補強層２１を設けてなることを特徴とする。補強層２１として、図示するものは、金属製の補強層、例えば、金属管で構成される。金属管の厚さは、プラスチック管１内を流れる流体圧力の大きさによって決まってくるが、０．５〜５ｍｍ程度が一般的である。また、金属管の材質は、機械的強度が大きく、更にコストが安く成形加工性の良好な軟鋼、炭素鋼等の通常鋼又はステンレス鋼にするのが一般的であり望ましいが、これらに限定されるものではなく、そのほかに、チタン、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等の金属材料でも適用することができる。
【００１９】
また、補強層２１としては、コストや成形加工性に若干問題があるが、セラミック製の補強層、例えば、セラミック管（図示せず）で構成することもできる。セラミック管の材質は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、窒化シリコン等のいずれか一種又は混合したものが用いられる。
【００２０】
前記補強層２１を構成する金属管又はセラミック管が、例えば、２分割可能でない一体管構造の場合には、継手本体８の両端近傍の外周に、これら管を通してターミナル１０を突設できるように、予めこれら管の前記ターミナル１０を挿通させる個所にターミナル挿通用穴を設けておく。そして、これら管で構成される補強層２１を継手本体８の外周に取り付ける場合には、この補強層２１を継手本体８の成形用金型内に予め収納して位置決め固定しておき、継手本体８内に所定の成形用プラスチック材を射出して継手本体８を成形すると同時に、この継手本体８に一体に固着して取り付けるのが望ましい。
【００２１】
また、金属製の補強層２１の場合には、射出成形等により予め形成された継手本体８の外周に、通常鋼テープ又はステンレス鋼テープを複数層に周回巻きし、該テープ端面を溶接等により接合することにより形成するようにしてもよい。
【００２２】
なお、補強層２１がこのようなテープ巻層で形成される場合、又は分割自在な管状体で形成されるような場合には、継手本体８にプラスチック管１を嵌挿し、通電発熱体９を発熱させ、継手本体８とプラスチック管１との接合面を熱融着して接合した後に、継手本体８の外周にその補強層２１を設けるようにしてもよく、補強層２１を設ける時期は、プラスチック管１の継手本体１への嵌挿時期の前後を問わない。
【００２３】
また、前記実施形態のエレクトロフュージョン継手２０においては、ターミナル１０の個所は補強層２１で補強されないが、ターミナル部分の占める面積は比較的小さいので、そこに過大な内外圧又は外力が作用しても、継手本体８の有するプラスチック厚さで十分耐え、実用上問題ない。必要に応じて、ターミナル１０の部分を補強する場合には、プラスチック管１の熱融着後、ターミナル１０を切除し、その外周に金属テープや金属線を周回巻きして補強するようにしてもよい。
【００２４】
前記エレクトロフュージョン継手２０を用いてプラスチック管１同士を接続する場合には、先ず、接続すべきプラスチック管１の端末部分の保護層６、押えテープ巻層５、金属テープ巻層４及びクッション層３を剥いでプラスチック管本体２を露出させ、この露出させたプラスチック管本体２をエレクトロフュージョン継手７の継手本体８に嵌挿し、通電発熱体９に通電してこれを発熱させ、継手本体８とプラスチック管本体２の接合面、即ち、継手本体８のプラスチック管本体２が嵌挿される内周面とプラスチック管本体２の外周面とを所定温度に加熱する。そして、前記接合面が加熱溶融して熱融着し、継手本体とプラスチック管本体２の接合が終了したら、コントローラ１３で通電発熱体９への通電を停止し、接合面の熱融着状態、即ち、接合状態を目視及び触指により確認し、ターミナル１０から出力コード１４のコネクタ１２を取り外す。
【００２５】
なお、上記実施形態では、エレクトロフュージョン継手２０を使用してプラスチック管１同士を接続する方法について説明したが、プラスチック管１を分岐接続する場合や他の部材、例えば、機器等に接続する場合にも適用することが可能である。これらの適用に応じてエレクトロフュージョン継手も直管継手に代わり、Ｙ分岐継手、Ｔ分岐継手、エルボ継手、サドル継手、レジューサ等を使用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１      プラスチック管
２      プラスチック管本体
３      クッション層
４      金属テープ巻層
５      押えテープ巻層
６      保護層
７      エレクトロフュージョン継手
８      継手本体
９      通電発熱体
１０    ターミナル
１１    リード線
１２    コネクタ
１３    コントローラ
１４    出力コード
１５    電源
１６    温度センサ
２０    エレクトロフュージョン継手
２１    補強層
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010230173.tif 000005