(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなりかつ既設の鋳鉄管の内部に挿入される更生管に分岐サドルを誘導融着する電気融着装置であって、
前記鋳鉄管の外面に沿って湾曲された管受容部と、前記管受容部から前記管軸を越えて延びるかつ前記管軸の位置における前記鋳鉄管の外径と等しいかそれよりも大きい間隔を隔てた２つの脚部とを含むクランプ、
前記２つの脚部の前記管軸を越えた位置にそれぞれ設けられて前記鋳鉄管を押す第１押し部材、
前記管の管軸方向に前記クランプと所定間隔を隔てて設けられて前記サドルを押す第２押し部材、
前記サドルの外面に配置されるかつ前記鋳鉄管に設けた孔の径より小さい外径を有するワークコイル、および
前記ワークコイルを前記サドルに押し付けるワークコイル押えを備える、電気融着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は電気融着装置に関し、特にたとえば地中に敷設されて老化したガス用鋳鉄管の内部に挿入した更生管に分岐サドルを融着するための電気融着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
老化した既設の鋳鉄管の内部にポリエチレン等の合成樹脂からなる肉薄の更生管を挿入して、鋳鉄管を更生する方法が従来から知られている。図７を参照して、この更生管１に分岐管を接続する場合には、鋳鉄管２に孔２ａを設け、その孔２ａを通して更生管１に樹脂からなる分岐サドル３を接合する。このサドル３の接合面には予め発熱体である電熱線４が埋め込まれ、接合の際にはこの電熱線４を電磁誘導によって発熱させるためのワークコイル５を外部から配置する。そして、発熱した電熱線４周辺の樹脂を溶融して、サドル３を更生管１に融着接合し、その後このサドル３に分岐管を接続する。また、このときサドル３は、鋳鉄管２の下方に配置される基台（図示せず）から上方に延びる支柱に上下方向移動可能に配置される押圧部材によって、更生管１に支持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、鋳鉄管２の下方の土を掘削してサドル３を支持する基台を配置するための空間を形成しなければならなかったので、作業性が悪いという問題点があった。
また、誘導用のワークコイル５は鋳鉄管２の孔２ａの外縁に載せた状態で配置される。したがって、更生管１の外径が変化すると、ワークコイル５とサドル３に設けられた電熱線４との距離が変化し、電熱線４から一定の熱を生じさせるのが困難である。すなわち、ワークコイル５に一定の電力を供給しても接合時間が長くかかり作業性が悪いという問題点もあった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、作業性を向上できる、電気融着装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、合成樹脂からなりかつ既設の鋳鉄管の内部に挿入される更生管に分岐サドルを誘導融着する電気融着装置であって、鋳鉄管の外面に沿って湾曲された管受容部と、管受容部から管軸を越えて延びるかつ管軸の位置における鋳鉄管の外径と等しいかそれよりも大きい間隔を隔てた２つの脚部とを含むクランプ、２つの脚部の管軸を越えた位置にそれぞれ設けられて鋳鉄管を押す第１押し部材、管の管軸方向にクランプと所定間隔を隔てて設けられてサドルを押す第２押し部材、サドルの外面に配置されるかつ鋳鉄管に設けた孔の径より小さい外径を有するワークコイル、およびワークコイルをサドルに押し付けるワークコイル押えを備える、電気融着装置である。
【０００７】
【作用】
この発明において、サドルを鋳鉄管に支持するための基礎部品であるクランプを鋳鉄管の上方に配置する。
さらに、ワークコイルを、サドルに押し付けた状態で固定することによって、ワークコイルとサドルの融着部との距離を一定にし、サドルの融着面に一定の熱量を供給する。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、サドルを鋳鉄管に支持する部品を鋳鉄管の上方に配置するので、鋳鉄管の下方の土砂等を掘削する必要がなく、作業性を向上できる。
さらに、この発明によれば、サドルの融着面に一定の熱量を供給できるので、融着時間を均一化でき、融着接合の信頼性および作業性を向上できる。
【００１０】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１１】
【実施例】
図１に示すこの実施例の電気融着装置１０は、たとえば地中に敷設され老化したガス用の鋳鉄管１２の内部に挿入された更生管１４に、分岐用のサドル１６を融着するためのものであって、鋳鉄管１２の外面に固定されるクランプ１８を含む。
【００１２】
更生管１４は、ポリエチレンやポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなり、たとえば図２に示すように、所定形状に折り畳まれた状態で鋳鉄管１２の内部に挿入され、その内部に熱風を吹き込むこと等によって鋳鉄管１２の内壁に沿うように拡径される。したがって、更生管１４は比較的薄く形成され、その剛性は比較的小さい。
【００１３】
図３からよくわかるように、クランプ１８は、鋳鉄管１２の外面に沿って湾曲された略半リング状の管受容部２０を含み、管受容部２０の周方向両端部には、鋳鉄管１２の管軸Ａを越えて下方へ延びる脚部２２が形成される。脚部２２の管軸Ａを越えた位置には、ねじ孔２２ａが形成される。２つの脚部２２の間隔は、鋳鉄管１２の外径とほぼ等しいかそれよりも大きくなるように設定される。また、管受容部２０の中央部上面には、支柱２４を支持するための、穴２６を有する支持部２８が一体的に形成され、支持部２８には、一側面から穴２６に通じるねじ孔３０が形成される。そして、脚部２２のねじ孔２２ａには、その先端が脚部２２の内面側へ突出するようにしてボルト３２が螺合され、その先端には、鋳鉄管１２の外面に圧接される第１押圧部材３６が回転可能に取り付けられる。一方、支持部２８のねじ孔３０には、その先端が穴２６の内面側へ突出するようにしてボルト３４が螺合される。
【００１４】
そして、支持部２８の穴２６に支柱２４の下端を挿入してボルト３４を締め付けることによって、クランプ１８に支柱２４が接続され、この支柱２４にワークコイル押え４０およびサドル押圧部４２が取り付けられる（図１）。
ワークコイル押え４０は、支柱２４を挟持する挟持部４４および挟持部４４と一体に形成されるかつワークコイル４６をサドル１６に押し付ける押え部４８を含む。挟持部４４には、それぞれの挟持片を締め付けてワークコイル押え４０を支柱２４に固定するためのボルト５０が設けられる。
【００１５】
サドル押圧部４２は、支柱２４に固定される第１部分５２（上側）および支柱２４に対して上下方向へ摺動可能に取り付けられる第２部分５４（下側）を含み、第１部分５２と第２部分５４とが高さ調整ボルト５６を介して連結される。
第１部分５２は、略ブロック状に形成され、その長手方向一方端部には、支柱２４を挟持するための挟持部６０が形成され、挟持部６０には、それぞれの挟持片を支柱２４に締め付けるためのボルト６２が設けられる。第１部分５２の長手方向他方端部には、ねじ孔６４が形成される。
【００１６】
第２部分５４は、略ブロック状に形成され、その長手方向一方端部には、支柱２４が挿通される図示しない孔が形成され、長手方向中央部には、高さ調整ボルト５６が挿通される孔６８が形成され、長手方向他方端部には、孔７０が形成される。そして、孔７０には、第２押し部材としての押圧器７２が取り付けられる。
【００１７】
押圧器７２は、孔７０に取り付けられる本体７２ａおよびサドル１６の上端面に当接される当接部７２ｂを含み、当接部７２ｂが本体７２ａの内部において上下方向に摺動可能に支持される。また、本体７２ａの内部には、当接部７２ｂに対して下方へ付勢するためのコイルばね（図示せず）が設けられる。さらに、当接部７２ｂの下部には、当接面を有するフランジ７２ｃが形成される。
【００１８】
そして、第２部分５４の図示しない孔に支柱２４を挿通し、かつ第１部分５２の挟持部６０で支柱２４を挟持した状態で、第１部分５２のねじ孔６４にねじ込まれた高さ調整ボルト５６の下端が、第２部分５４の孔６８に挿通されて第２部分５４の下面に回転可能に係止される。
ワークコイル４６は、図４に示すように、略ドーナツ状のコイル部４６ａを含み、コイル部４６ａの上面の所定位置には、制御部４６ｂが設けられ、制御部４６ｂの一側面には、端子４６ｃが設けられる。また、コイル部４６ａの外径は、図１からよくわかるように鋳鉄管１２に設けられる第１の孔１２ａの径より小さく設定される。
【００１９】
サドル１６は、ポリエチレン等のような合成樹脂からなり、図５からよくわかるように、更生管１４の曲率半径Ｒ1 より大きい曲率半径Ｒ2 を有し、かつ更生管１４より大きい剛性を有する略円板状の座部１６ａを含む。座部１６ａの外周面は、底面側へ向かうにつれて拡径するように傾斜され、座部１６ａの略中央部には、分岐孔１６ｂが形成される。また、座部１６ａの外面には、この分岐孔１６ｂの周縁部から立ち上がって分岐管部１６ｃが形成され、座部１６ａの内面には、所定のキュリー温度を有するワイヤ状の磁性合金ヒータ１６ｄが埋め込まれる。なお、磁性合金ヒータ１６ｄのキュリー温度（磁性体が磁性を失う温度）は、その構成成分の配合割合を変化させることによって調整でき、接合時の最適融着温度を考慮して設定される。
【００２０】
電気融着装置１０を用いてサドル１６を更生管１４に融着接合する際には、まず、鋳鉄管１２の所定個所にホールソー等を用いて第１の孔１２ａを形成し、この第１の孔１２ａを通してサドル１６を更生管１４の外面に位置決めする。続いて、ワークコイル４６を、そのコイル部４６ａの中心にサドル１６の分岐管部１６ｃを挿通して、コイル部４６ａの下面を座部１６ａの外面に当接させる。このとき、コイル部４６ａの外径は第１の孔１２ａの内径以下に設定されるので、コイル部４６ａが鋳鉄管１２の外面に係止されることはない。
【００２１】
次に、クランプ１８（図３）の脚部２２に設けられたボルト３２を緩めて押圧部材３６を後退させた状態で、クランプ１８を鋳鉄管１２の上方からその外面に被せる。続いて、ボルト３２をねじ込んでいく。すると、ボルト３２によって押し出された押圧部材３６が鋳鉄管１２の外面に圧接されるとともに管受容部２０の内面が鋳鉄管１２の外面に圧接され、それによって、クランプ１８が鋳鉄管１２の外面に固定される。
【００２２】
そして、高さ調整ボルト５６（図１）をねじ込むことによってサドル押圧部４２の第２部分５４を降下させ、押圧器７２の当接部７２ｂ（フランジ７２ｃ）をサドル１６の上端面に当接させる。その状態からさらに高さ調整ボルト５６をねじ込んで更生管１４を座部１６ａの内面に沿うように変形させ、座部１６ａの内面と更生管１４の外面とを密着させる。さらに、ワークコイル押え４０の押え部４８を、ワークコイル４６のコイル部４６ａに押圧した状態でボルト５０を用いて固定する。すなわち、コイル部４６ａとサドル１６の磁性合金ヒータ１６ｄとの距離を一定にする。
【００２３】
続いて、ワークコイル４６の端子４６ｃに高周波電源８０を接続し、高周波電源８０をオンしてコイル部４６ａに高周波電流を流す。すると、電磁誘導によって磁性合金ヒータ１６ｄに渦電流が生じ、表皮効果によって磁性合金ヒータ１６ｄが急激に発熱する。磁性合金ヒータ１６ｄの温度がキュリー温度に達すると、磁性合金ヒータ１６ｄの透磁率が小さくなるため電流抵抗が激減し、磁性合金ヒータ１６ｄはそれ以上温度上昇しなくなる。したがって、座部１６ａと更生管１４との接合面は磁性合金ヒータ１６ｄのキュリー温度またはその近傍で加熱され、融着接合される。すなわち、過熱による融着中の樹脂劣化が防止される。
【００２４】
ここで、ワークコイル４６のコイル部４６ａは、サドル１６の座部１６ａの外面に当接するように配置され、磁性合金ヒータ１６ｄとの距離が一定である。したがって、磁性合金ヒータ１６ｄに一定の熱量を供給することができるので、融着時間の均一化を図ることができ、融着接合の信頼性および作業性を向上できる。
【００２５】
更生管１４にサドル１６を融着接合した後、電気融着装置１０を取り外し、図６に示すように更生管１４に更生管１４と分岐管部１６ｃとを連通する第２の孔１４ａを形成する。そして、鋳鉄管１２の外面に鋳鉄等からなるクランプ部材８０を装着する。クランプ部材８０は、半割り円筒状の第１片８０ａおよび第２片８０ｂを含む。第１片８０ａの略中央部には、サドル１６の分岐管部１６ｃを引き出す孔８２が形成され、孔８２の内周面には、シールリング溝８４が形成される。また、第１片８０ａの内面には、鋳鉄管１２の第１の孔１２ａを囲むようにしてシールリング溝８６が形成される。そして、シールリング溝８４および８６のそれぞれにシールリング９０および９２が装着される。したがって、第１片８０ａと第２片８０ｂとをボルト・ナット９４を用いて接合すると、シールリング９０によってサドル１６とクランプ部材８０との隙間がシールされ、シールリング９２によって鋳鉄管１２とクランプ部材８０との隙間がシールされる。
【００２６】
そして、孔８２から引き出した分岐管部１６ｃに継手９６を介して分岐管９８を接続する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】鋳鉄管の内部に更生管を挿入する状態を示す図解図である。
【図３】鋳鉄管にクランプを固定した状態を示す図解図である。
【図４】融着用誘導装置であるワークコイルを示す図解図である。
【図５】更生管の外面とサドルの取付面との曲率半径の関係を示す図解図である。
【図６】更生管の分岐構造を示す図解図である。
【図７】従来技術を示す図解図である。
【符号の説明】
１０  …電気融着装置
１２  …鋳鉄管
１４  …更生管
１６  …サドル
１６ａ  …座部
１８  …クランプ
２２  …脚部
２４  …支柱
３６  …第１押圧部材
４０  …ワークコイル押え
４２  …サドル押圧部
４６  …ワークコイル
４６ａ  …コイル部
７２  …押圧器
７２ｂ  …当接部
８０  …高周波電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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