(57)【要約】【課題】変形し易い軟質合成樹脂製ホースと継手を正確に位置合わせして確実に溶着する。【解決手段】継手２の接合側に周設された一対の傾斜面２ｂ，２ｃに対して、軟質合成樹脂製ホース１の端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを突き当てることにより、これらホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃが両傾斜面２ｂ，２ｃの間に挟み込まれて、該ホース端面１ａが変形して逃げることなく真円となって夫々環状に圧接する。この圧接状態でホース１及び継手２のどちらか一方のみを回転すれば、環状に圧接する外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと両傾斜面２ｂ，２ｃが摩擦溶融して内外二重に溶着接合される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の管（１）と継手（２）の端面同士を突き合わせて圧接しながら、これら管（１）及び継手（２）のどちらか一方を他方に対して回転させることにより、これら接触部分に発生する摩擦熱で両者の熱可塑性樹脂が軟化溶融して溶着接合させるホース溶着接続構造において、
前記管（１）が変形し易い軟質合成樹脂製のホースであり、継手（２）を硬質合成樹脂製とすると共にその接合側に、該ホース（１）の端面（１ａ）の外周角部（１ｂ）及び内周角部（１ｃ）と対向する一対の傾斜面（２ｂ，２ｃ）を夫々周設し、これら傾斜面（２ｂ，２ｃ）に上記ホース端面（１ａ）の外周角部（１ｂ）及び内周角部（１ｃ）を夫々全周に亘り突き当てて環状に圧接しながら、ホース（１）及び継手（２）のどちらか一方のみを回転させたことを特徴とするホース溶着接続構造。
【請求項２】
前記継手（２）の接合側に、ホース（１）の端面（１ａ）が嵌入する環状凹部（２ａ）を凹設し、この環状凹部（２ａ）の内面に一対の傾斜面（２ｂ，２ｃ）を断面略Ｖ字形に対向するように周設した請求項１記載のホース溶着接続構造。
【請求項３】
前記環状凹部（２ａ）にガス抜き孔（２ｄ）を、一対の傾斜面（２ｂ，２ｃ）の間に位置するように開穿した請求項２記載のホース溶着接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継手に可撓性ホースをスピン溶着（回転溶着、摩擦溶融接合）によって一体化させるホース溶着接続構造に関する。
詳しくは、熱可塑性樹脂製の管と熱可塑性樹脂製の継手との端面同士を突き合わせて圧接しながら、これら管及び継手のどちらか一方を他方に対して回転させることにより、これら接触部分に発生する摩擦熱で両者の熱可塑性樹脂が軟化溶融して溶着接合させるホース溶着接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のホース溶着接続構造は、合成樹脂管と合成樹脂製継手の端面（接着面）を予めテーパーに加工することにより、両者の接着面積を大きくすると共に、これら管と継手の端面（接着面）を同一軸心上で相対向させて保持し、圧接しながら継手を軸心の廻りに回転させることにより、合成樹脂管が溶融流動温度以上に加熱され、その後、継手の回転を停止し、更に圧着を強くして静止放冷すると、溶着部が完全に固化し接着される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５０−１５１２７５号公報（第１−２頁、図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような従来のホース溶着接続構造では、合成樹脂管の材質が変形し難い硬質合成樹脂製であれば、合成樹脂管と継手の端面同士を突き合わせて圧接しても、該合成樹脂管の変形を考慮することなく継手と溶着接合できるが、管が変形し易い軟質合成樹脂製のホースである場合には、該ホースの端面を継手の端面に突き合わせて強く圧接すると、ホースの端面が変形して継手の端面から逃げてしまい、これら両者の端面同士を正確に位置合わせして溶着接合させることが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明のうち請求項１記載の発明は、変形し易い軟質合成樹脂製ホースと継手を正確に位置合わせして確実に溶着することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、ホースが積層ホースであっても端面から中間層へ流体が浸入するを防止することを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の発明の目的に加えて、溶融ガスの充満によって溶融接合部分に孔が開くのを防止することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、管１が変形し易い軟質合成樹脂製のホースであり、継手２を硬質合成樹脂製とすると共にその接合側に、該ホース１の端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと対向する一対の傾斜面２ｂ，２ｃを夫々周設し、これら傾斜面２ｂ，２ｃに上記ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを夫々全周に亘り突き当てて環状に圧接しながら、ホース１及び継手２のどちらか一方のみを回転させたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記継手２の接合側に、ホース１の端面１ａが嵌入する環状凹部２ａを凹設し、この環状凹部２ａの内面に一対の傾斜面２ｂ，２ｃを断面略Ｖ字形に対向するように周設した構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に、前記環状凹部２ａにガス抜き孔２ｄを、一対の傾斜面２ｂ，２ｃの間に位置するように開穿した構成を加えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
請求項１の発明は、継手２の接合側に周設された一対の傾斜面２ｂ，２ｃに対して、軟質合成樹脂製ホース１の端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを突き当てることにより、これらホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃが両傾斜面２ｂ，２ｃの間に挟み込まれて、該ホース端面１ａが変形して逃げることなく真円となって夫々環状に圧接し、この圧接状態でホース１及び継手２のどちらか一方のみを回転すれば、環状に圧接する外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと両傾斜面２ｂ，２ｃが摩擦溶融して内外二重に溶着接合されるものである。
請求項２の発明は、請求項１記載の構成に対して、前記継手２の接合側に、ホース１の端面１ａが嵌入する環状凹部２ａを凹設し、この環状凹部２ａの内面に一対の傾斜面２ｂ，２ｃを断面略Ｖ字形に対向するように周設した構成を追加したので、継手２の環状凹部２ａの内面に周設した断面略Ｖ字形に対向する一対の傾斜面２ｂ，２ｃに対し、ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを摩擦溶融して内外二重に溶着接合することにより、ホース端面１ａが環状凹部２ａの内面で覆われて密閉される。
請求項３の発明は、請求項２記載の構成に対して、前記環状凹部２ａにガス抜き孔２ｄを、一対の傾斜面２ｂ，２ｃの間に位置するように開穿した構成を追加したので、ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと傾斜面２ｂ，２ｃとの摩擦によって熱可塑性樹脂が溶融した時に発生したガスは、ガス抜き孔２ｄを通って環状凹部２ａの外へ排出される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図１〜図２に示す如く、熱可塑性樹脂製の管１として軟質合成樹脂製の積層ホースを使用すると共に、熱可塑性樹脂製の継手２として、円筒形状の継手本体２１と他の機器に接続するための接続筒２２とが一体化されたものを使用し、この継手２の接合側に上記ホース１の端面１ａを突き合わせて圧接しながら、継手２側のみを回転させてスピン溶着（回転溶着、摩擦溶融接合）した場合を示すものである。
【０００９】
上記ホース１は、例えば軟質塩化ビニールやポリウレタンなどの変形し易い軟質合成樹脂で円筒形に形成され、図示例の場合には、透明又は不透明な外層１１と内層１２との間に中間層として複数本か又は単数本の合成樹脂製ブレード（補強糸）１３が螺旋状に巻き付け一体化された積層ホース（ブレードホース）である場合を示している。
また、このホース１の端面１ａは、例えばカッターやハサミなどで該ホース１の軸線方向と直交させて同一平面上に切断することが好ましい。
【００１０】
上記継手２は、例えばポリ塩化ビニールなどの硬質合成樹脂で円筒形に形成され、図示例の場合には、上記ホース１がスピン溶着される継手本体２１の外周に接続筒２２を嵌合し、これら継手本体２１と接続筒２２の間には、例えばＯリングなどのシール材２３と、例えばＣ形リングなどの抜け止め２４を介装することにより、回転自在で密閉状に連結しているが、これに限定されず、これら継手本体２１及び接続筒２２が一体成形したものを使用しても良い。
【００１１】
上記接続筒２２の外周面には、他の機器に接続するためのネジ部２５とナット部２６を一体成形し、接続する機器のサイズに対応してネジ部２５の径サイズや形状の異なるものを予め複数種類用意しておき、接続先に合った接続筒２２を選択して継手本体２１に連結することにより、継手本体２１を共通部品化しても良い。
【００１２】
更に、上記継手２の接合側には、上記ホース１の端面１ａを嵌入するための環状凹部２ａが凹設され、この環状凹部２ａの内面に、該ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと対向して交差する一対の傾斜面２ｂ，２ｃを夫々周設し、これら傾斜面２ｂ，２ｃにホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを夫々全周に亘り突き当てて環状に圧接させる。
【００１３】
本実施例の場合には、上記継手本体２１の接合側端面に環状凹部２ａを、その開口側の内外径がホース１の外径より若干大きくなると共にホース１の内径より若干小さくなるように凹設し、一対の傾斜面２ｂ，２ｃを該環状凹部２ａの開口側から奥側へ向かうのに従って両者の径方向間隔が徐々に狭くなるように夫々テーパー状に周設することにより断面略Ｖ字形に対向させ、これら傾斜面２ｂ，２ｃの先端側延長部分を断面円弧状に連結したが、これに限定されず、それ以外の形状で連結しても良い。
【００１４】
また、上記環状凹部２ａには、摩擦によって熱可塑性樹脂が溶融した時に発生したガスを抜くためのガス抜き孔２ｄが、一対の傾斜面２ｂ，２ｃの間に位置するように開穿され、このガス抜き孔２ｄの内径を摩擦溶融により流れ出る熱可塑性樹脂で埋まるように設定する。
【００１５】
本実施例の場合には、上記傾斜面２ｂ，２ｃの先端側に位置する断面円弧状の連結部分にガス抜き孔２ｄを複数個、図示例では図２に示す如く４個、周方向へ等間隔毎に開穿している。
【００１６】
そして、前記継手２の環状凹部２ａ内に、上記ホース１の端面１ａを差し込み、その外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを一対の傾斜面２ｂ，２ｃに夫々突き当てた状態で、本実施例の場合には継手２側のみを回転させる。
図示例の場合には、この環状凹部２ａが凹設された継手本体２１を、例えばチャック爪などの回転可能な保持手段３により締め付け保持し、該回転保持手段３の回転駆動によって継手本体２１を所定速度で回転移動させている。
【００１７】
次に、斯かるホース溶着接続構造の接続方法を手順に従って説明する。
先ず、図１（ａ）に示す如く、継手２の環状凹部２ａ内に、軟質合成樹脂製ホース１の端面１ａを差し込み、その外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを一対の傾斜面２ｂ，２ｃに突き当てる。
【００１８】
それにより、これらホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃが両傾斜面２ｂ，２ｃの間に挟み込まれて案内され、該ホース端面１ａが変形して逃げることなく真円に矯正されながら夫々環状に圧接し、更にホース端面１ａを強く押して圧接させても両傾斜面２ｂ，２ｃの間から変形して逃げ出ることはない。
【００１９】
この際、ホース１の端面１ａが該ホース１の軸線方向と直交させて同一平面上に切断できなかった場合でも、外周角部１ｂ及び内周角部１ｃに向けてホース端面１ａを押し込むだけで、これら外周角部１ｂ及び内周角部１ｃの部分的に突出した部分は、両傾斜面２ｂ，２ｃに夫々突き当たって圧縮されるか、又は逃げる方向へ変形し、それにより夫々環状に圧接する。
【００２０】
そして、この圧接状態で、ホース１側を回転不能に固定支持しながら継手２側のみを回転させれば、これら環状に圧接する外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと傾斜面２ｂ，２ｃとの接触部分が摩擦して摩擦熱が発生する。
【００２１】
この摩擦熱によってホース１と継手２の熱可塑性樹脂が軟化溶融した状態になったら、ホース端面１ａを所定幅、例えば約１〜２ｍｍ程度、押し込んで更に圧接させる。
【００２２】
その所定時間後、図１（ｂ）に示す如く、継手２側のみの回転を停止させ、このまま上記軟化溶融した部分が静止放冷されると、環状に圧接する外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと両傾斜面２ｂ，２ｃが内外二重に溶着接合されて、溶着接合が終了する。
【００２３】
その結果、変形し易い軟質合成樹脂製ホース１と継手２を正確に位置合わせして確実に溶着できる。
【００２４】
更に本実施例の場合には、継手２の環状凹部２ａの内面に周設した断面略Ｖ字形に対向する一対の傾斜面２ｂ，２ｃに対し、ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを摩擦溶融して内外二重に溶着接合したから、ホース端面１ａが環状凹部２ａの内面で覆われて密閉される。
その結果、ホース１が積層ホースであっても端面１ａから中間層へ例えば水などの流体が浸入するを防止できる。
【００２５】
また、ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと傾斜面２ｂ，２ｃとの摩擦によって熱可塑性樹脂が溶融した時に発生したガスは、ガス抜き孔２ｄを通って環状凹部２ａの外へ排出され、その溶融が進行してホース端面１ａと環状凹部２ａが完全に溶着接合可能な頃には、溶融した熱可塑性樹脂によりガス抜き孔２ｄが埋まって、溶融ガスが環状凹部２ａ内に充満しない。
その結果、溶融ガスの充満によって溶融接合部分に孔が開くのを防止できる。
【００２６】
一方、図３〜図６に示すものは、本発明の他の実施例であり、このものは、前記熱可塑性樹脂製の継手２として、上記環状凹部２ａが凹設された接合側と反対側の非接合側に、回転治具４の係合突起４ａと回転不能に係止する係合溝２９を凹設した継手本体２７，２８を使用し、これら継手本体２７，２８の環状凹部２ａにホース１の端面１ａを突き合わせて圧接しながら、上記回転治具４で継手２側のみを回転させてスピン溶着（回転溶着、摩擦溶融接合）した構成が、前記図１〜図２に示した実施例とは異なり、それ以外の構成は図１〜図２に示した実施例と同じものである。
【００２７】
更に詳しく説明すれば、図３及び図４に示すものは、シャワーヘッド側の継手本体２７であり、図５及び図６に示すものは、水栓側の継手本体２８であり、これらシャワーヘッド側の継手本体２７と水栓側の継手本体２８を、ホース１の両端に溶着接合することによって、シャワーホースセット品が作製される場合を示している。
【００２８】
このようなホース溶着接続構造の接続方法は、図３（ａ）及び図５（ａ）に示す如く、継手本体２７，２８に上記回転治具４の中心軸４ｂを嵌挿すると共に複数の係合突起４ａ…を係合溝２９…に回転不能に係止して継手２側のみを回転しながら、ホース端面１ａを押し込んで更に圧接させ、その所定時間後に図３（ｂ）及び図５（ｂ）に示す如く、回転停止して静止放冷すれば、前記図１（ａ）（ｂ）に示した実施例と同様に、ホース１の両端面１ａ，１ａにシャワーヘッド側の継手本体２７と水栓側の継手本体２８が別個に溶着接合される。
【００２９】
尚、前示実施例では、継手２の接合側にホース１の端面１ａを突き合わせて圧接しながら、継手２側のみを回転させてスピン溶着した場合を示したが、これに限定されず、変形し易い軟質合成樹脂製ホース１を屈曲することなく回転できれば、継手２側を固定支持してホース１側のみを回転させてスピン溶着しても良い。
【００３０】
更に、前記ホース１は、上述した積層ホース（ブレードホース）に限定されず、図示せぬが不透明な内層と透明な外層との間に中間層として、少なくとも表面が金属色に光る断面矩形の帯状補強材と、断面円形の線状補強材を螺旋状に巻き付けて一体化した螺旋補強ホース（フォーランホース）であったり、それに以外に中間層として断面矩形の帯状補強材及び断面円形の線状補強材のどちらか一方のみを巻き付けて一体化したり、例えばガラス繊維や難燃性繊維などの糸状補強材を編組したり、螺旋状に巻き付けて一体化したり、金属製線材を螺旋状に埋設したスプリングホースなどの従来周知の軟質ホースか、或いは単層構造の軟質合成樹脂製ホース又はそれより小径なチューブであっても同様な作用効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、継手２の接合側に周設された一対の傾斜面２ｂ，２ｃに対して、軟質合成樹脂製ホース１の端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを突き当てることにより、これらホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃが両傾斜面２ｂ，２ｃの間に挟み込まれて、該ホース端面１ａが変形して逃げることなく真円となって夫々環状に圧接し、この圧接状態でホース１及び継手２のどちらか一方のみを回転すれば、環状に圧接する外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと両傾斜面２ｂ，２ｃが摩擦溶融して内外二重に溶着接合されるので、変形し易い軟質合成樹脂製ホース１と継手２を正確に位置合わせして確実に溶着できる。
従って、ホースの端面を継手の端面に突き合わせて強く圧接すると、簡単に変形して両者の端面同士を正確に突き合わせて溶着接合することが困難な従来のものに比べ、ホース端面の変形を防止するための特別な保持機構を使用しなくとも溶着接合できて、ホース溶着接続コストの低減化が図れる。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、継手２の環状凹部２ａの内面に周設した断面略Ｖ字形に対向する一対の傾斜面２ｂ，２ｃに対し、ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃを摩擦溶融して内外二重に溶着接合することにより、ホース端面１ａが環状凹部２ａの内面で覆われて密閉されるので、ホース１が積層ホースであっても端面１ａから中間層へ流体が浸入するを防止できる。
従って、積層ホースが剥離したり劣化せず、その寿命を延ばすことができる。
【００３３】
請求項３の発明は、請求項２の発明の効果に加えて、ホース端面１ａの外周角部１ｂ及び内周角部１ｃと傾斜面２ｂ，２ｃとの摩擦によって熱可塑性樹脂が溶融した時に発生したガスは、ガス抜き孔２ｄを通って環状凹部２ａの外へ排出されるので、溶融ガスの充満によって溶融接合部分に孔が開くのを防止できる。
従って、溶着部分から流体の漏れが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すホース溶着接続構造の縦断正面図であり、（ａ）は溶着接合前の状態を示し、（ｂ）は溶着接合した状態を示している。
【図２】図１（ａ）の（２）−（２）線に沿える部分拡大縦断側面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すホース溶着接続構造の縦断正面図であり、（ａ）は溶着接合前の状態を示し、（ｂ）は溶着接合した状態を示している。
【図４】図３（ａ）の（４）−（４）線に沿える部分拡大縦断側面図である。　　装置の部分的な縮小縦断正面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示すホース溶着接続構造の縦断正面図であり、（ａ）は溶着接合前の状態を示し、（ｂ）は溶着接合した状態を示している。
【図６】図５（ａ）の（６）−（６）線に沿える部分拡大縦断側面図である。
【符号の説明】
１　管、軟質合成樹脂製のホース　　　　１ａ　端面
１ｂ　外周角部　　　　　　　　　　　　１ｃ　内周角部
２　継手　　　　　　　　　　　　　　　２ａ　環状凹部
２ｂ　傾斜面　　　　　　　　　　　　　２ｃ　傾斜面
２ｄ　ガス抜き孔
【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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