(57)【要約】【課  題】曲げモーメントが作用したときの継手端での管の裂けを生じにくゝした熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法を提供する。【解決手段】継手差込口の入口部分に一定巾の非融着ゾーンＢを設けて管端部と継手２を熱融着し、曲げモーメントＭが作用したとき融着ゾーンＡと非融着ゾーンＢの境界点ｃでの撓み角を０にして引張応力をなくし、ｃ点での管１の裂けをなくす。また継手端のｄ点では、継手２との間に隙間ができて滑らかに彎曲し、撓み角もｄ点で固定されるよりも小さくなって引張応力が小となり、この点ｄでも管１の裂けが生じにくゝなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管端部が差込まれる継手差込口の内周面及び若しくは管端部外周面をヒータによって加熱溶融したのち管端部を継手の差込口に差込んで熱融着する熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法であって、継手差込口の入口部分に一定巾の非融着ゾーンを設け、非融着ゾーンの奥側の融着ゾーンで継手と管端部を熱融着することを特徴とする熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法。
【請求項２】
管端部外周面の管端部からの加熱溶融の範囲を継手差込口の長さより短くして加熱溶融がされない継手差込口に差込んで熱融着することを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法。
【請求項３】
継手差込口の内周面のみを入口部分を除いて加熱溶融したのち、管端部を継手差込口に差し込んで熱融着することを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法。
【請求項４】
請求項３記載の融着方法で用いられるヒータであって、継手差込口が差込まれるヒータであって、差込口入口部分に相当する箇所に継手を加熱溶融しない機能を持たせたことを特徴とするヒータ。
【請求項５】
請求項３記載の融着方法で用いられる継手であって、ヒータに押込まれる差込口を備えた継手であって、非融着ゾーンが融着ゾーンより大径で、融着ゾーンと段をなすことを特徴とする継手。
【請求項６】
熱可塑性樹脂製の管の管端部が差込まれる差込口を有し、該差込口に差込まれた上記管端部と熱融着される継手であって、上記差込口のうち、少なくとも入口部分を剛性を小さくして撓み易く形成したことを特徴とする継手。
【請求項７】
差込口の少なくとも入口部分の肉厚を薄くしたことを特徴とする請求項６記載の継手。
【請求項８】
入口部分の肉厚を端に向かって薄くしたことを特徴とする請求項７記載の継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法及び該方法で用いられるヒータと継手に関する。
【０００２】
【従来技術】
熱可塑性樹脂製の管と継手とを接続する方法の一つに、管端部が差込まれる継手差込口の内周面及び若しくは管端部外周面をヒータによって加熱溶融したのち管端部を継手の差込口に差込んで熱融着する方法がある。
【０００３】
図１は、熱可塑性樹脂製の管１とソケット継手２とを熱融着する方法についての一例を示すもので、管端部を凹型のヒータ３に押込む一方、継手２の差込口４を凸型のヒータ５に押込んで一定時間、管端部外周面及び継手差込口４の内周面を加熱溶融したのち、或いは管端部外周面と継手差込口の内周面のいすれか一方のみを上記ヒータ３又は５により加熱溶融したのち、管端部及び若しくは継手２をヒータ３、４より取外し、その後管端部を継手２の差込口に挿入して融着していた。図２は、管端部と継手２を熱融着した状態を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示す状態で、管１に矢印方向の曲げモーメントＭが作用すると、管１には継手端のａ点において引張応力、ｂ点において圧縮応力が働き、最大の引張応力が作用するａ点で管１に裂けを生ずることがある。こうした問題は、とくに小口径の管において多く見られる。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解消し、曲げモーメントが作用したときの継手端での管の裂けを生じにくゝした熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法及び該方法で用いられるヒータと、継手を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題の解決手段】
請求項１に係わる発明は、管端部が差込まれる継手差込口の内周面及び若しくは管端部外周面をヒータによって加熱溶融したのち管端部を継手の差込口に差込んで熱融着する熱可塑性樹脂製の管と継手との熱融着方法であって、継手差込口の入口部分に一定巾の非融着ゾーンを設け、非融着ゾーンの奥側の融着ゾーンで継手と管端部を熱融着することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、図３に示すように、管１に図２と同じ矢印方向の曲げモーメントＭが作用したとき、管端部と継手２との融着が行われる融着ゾーンＡの始点（非融着ゾーンＢと融着ゾーンＡの境界点）ｃでの撓み角は０か、或いはごく小さくなり、引張応力も作用しないか、或いはほとんど作用しないため、ｃ点で管１に裂けを生ずることはない。また継手２のエッジにおけるｄ点では、ｅ点において継手２のエッジが管１に食い込んで管１は扁平に変形しようとし、ｅ点では急激に屈折するが、ｄ点では管１は、継手２に固定されていないため、継手２のエッジとの間に隙間ができて継手２に固定されるよりも滑らかに彎曲し、撓み角も小さくなる。したがってｄ点での引張応力も、ｄ点が融着して固定される場合に比べ小さくなる。
【０００８】
非融着ゾーンを形成する方法としては、例えば管端部外周面を継手差込口の長さより短い範囲で加熱溶融する方法、継手差込口の内周面を入口部分を除いて加熱溶融する方法等が挙げられる。
請求項２に係わる発明は、前者の方法に関するもので、請求項１に係わる発明において、管端部外周面の管端部からの加熱溶融の範囲を継手差込口の長さより短くして加熱溶融がされない継手差込口に差込んで熱融着することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係わる発明は、後者の方法に関するもので、請求項１に係わる発明において、継手差込口の内周面のみを入口部分を除いて加熱溶融したのち、管端部を継手差込口に差し込んで熱融着することを特徴とする。
継手差込口を入口部分を除いて加熱溶融する方法としては、例えば図４に示すように、差込口が押し込まれるヒータ７の差込口入口部分に相当する箇所を、例えば熱伝導率の低いセラミック層８とし、セラミック層８と接触する箇所を加熱溶融しないようにする方法、図５に示すように、継手１０の差込口１１の入口部分１１ａを大径にして段にし、ヒータ１２に押し込んだとき、ヒータ１２と接触する部分のみが加熱溶融され、入口部分１１ａは加熱溶融されないようにする方法等が挙げられる。
【００１０】
請求項４に係わる発明は、請求項３に係わる発明において用いられるヒータに関するもので、継手差込口が差込まれるヒータであって、差込口入口部分に相当する箇所に継手を加熱溶融しない機能を持たせたことを特徴とし、
請求項５に係わる発明は、請求項３に係わる発明において用いられる継手に関するもので、ヒータに押込まれる差込口を備えた継手であって、非融着ゾーンが融着ゾーンより大径で、融着ゾーンと段をなすことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係わる発明は、熱可塑性樹脂製の管の管端部が差込まれる差込口を有し、該差込口に差込まれた上記管端部と熱融着される継手であって、上記差込口のうち、少なくとも入口部分を剛性を小さくして撓み易く形成したことを特徴とする。
本発明によると、管に曲げモーメントが作用したとき、継手は少なくとも差込口の入口部分が管と共に撓むことにより継手端での管の急激な撓みが解消され、撓み角が小さくなって引張応力を小さくする。
【００１２】
差込口の入口部分の剛性を小さくする方法としては、例えば入口部分をヤング率の小さな撓み易い材質とする方法、入口部分の肉厚を薄く、好ましくは端に向かって薄く形成する方法等を用いることができるが、このなかでは、後者の肉厚を薄く形成する方法を採用するのが望ましい。継手の断面形状を変えるだけで、継手の成形が容易に行えるからである。
【００１３】
したがって請求項７に係わる発明は、請求項６に係わる発明において、差込口の少なくとも入口部分の肉厚を薄くしたことを特徴とし、
請求項８に係わる発明は、請求項７に係わる発明において、入口部分の肉厚を端に向かって薄くしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図６は、図５に示すソケット継手１０を用いて樹脂管１と熱融着した例を示すもので、その融着は、図５に示すように、差込口１１の内周面を入口部分１１ａを残してヒータにより加熱溶融したのち樹脂管管端部を差込んで行う。
【００１５】
図６において、入口部分１１ａが非融着ゾーンＡ、その奥側が融着ゾーンＢとなり、融着ゾーンＢで継手１０と管端部が熱融着され、一体化される。
本実施形態において、図６に示すように管１に矢印で示すモーメントＭが作用すると、管１は下方に撓んで継手１０のエッジｇが管１に食い込み、扁平となって変形しようとするが、引張応力が作用する側のｆ点での撓み角は小さくなり、引張応力を小さくする。そのためｆ点での裂けは生じにくゝなる。
【００１６】
図７は、ソケット継手１４の差込口の入口部分１４ａの肉厚を端に向かって薄く形成したものである。
本実施形態において、継手１４に熱融着されたのちの管１に同様にして曲げモーメントＭが作用すると、継手１４の入口部分１４ａが管１と共に撓み、ｈ点での管１の撓み角が小さくなり、引張応力も小さくなる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に係わる発明によると、継手と管端部の熱融着部分には、継手差込口の入口部分に一定巾の非融着ゾーンが設けられることにより、管に曲げモーメントが作用したとき、非融着ゾーンが設けられない場合に比べ、融着ゾーンと非融着ゾーンとの境界点での管の彎曲が滑らかになって撓み角が小さくなり、引張応力を小さくして、この引張応力による管の裂けを生じにくゝする。
【００１８】
請求項２及び３に係わる発明においては、非融着ゾーンを確実に設けることができ、請求項２に係わる発明においては更に、既存の継手を使用して熱融着する場合も非融着ゾーンを確実に設けることができる。
請求項４に係わる発明によると、ヒータにより継手差込口の入口部分に非融着ゾーンを設けることができ、請求項６に係わる発明においては、既存のヒータを用いて継手差込口の入口部分に非融着ゾーンを設けることができる。
【００１９】
請求項６に係わる発明によると、管に曲げモーメントが作用したとき継手の差込口入口部分も管と共に撓むため、継手端での管の彎曲が滑らかとなって撓み角が小さくなり、引張応力を小さくして、この引張応力による管の裂けを生じにくゝする。しかもこの発明においては、非融着ゾーンを設ける必要がなく、従来と同様の方法によって上記効果をもたらすことができる。
【００２０】
請求項７及び８に係わる発明においては、継手は差込口の入口部分の剛性が小さくなって撓み易くなり、請求項８に係わる発明においては、継手の差込入口部分の強度を損ねることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】管端部と継手差込口を加熱溶融する方法を示す図。
【図２】管端部と継手を熱融着した状態を示す断面図。
【図３】管端部と継手を非融着ゾーンを設けて熱融着した状態を示す図。
【図４】本発明に係わるヒータの正面図。
【図５】本発明に係わる継手の断面図。
【図６】図５に示す継手を用いて熱融着した状態を示す図。
【図７】別の態様の継手を用いて熱融着した状態を示す図。
【符号の説明】
１・・管
２、１０、１４・・ソケット継手
３、５、７・・ヒータ
４、１１・・差込口
８・・セラミック層
【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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