(57)【要約】【課題】  資源の有効利用を図るとともに、現場での施工を容易にしつつも、確実かつ正確に、架橋ポリエチレン管同士の融着を可能とする、架橋ポリエチレン管の接続構造を提供する。【解決手段】  第１架橋ポリエチレン管１００の第２架橋ポリエチレン管３００との接続端側には、ポリエチレンからなる接着部材２００が装着される。第２架橋ポリエチレン管３００には、スパイラル形状の発熱体４００が配設された凹部領域３０２が設けられている。接着部材２００は、筒状部２０１とフランジ部２０２とから構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１架橋ポリエチレン管（１００）と第２架橋ポリエチレン管（３００）とを接着部材を用いて接続する、架橋ポリエチレン管の接続構造であって、
前記第２架橋ポリエチレン管（３００）の前記第１架橋ポリエチレン管（１００）との接続端側において、前記第２架橋ポリエチレン管（３００）の内周面には、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端側を受入可能な凹部領域（３０２）が設けられ、
前記凹部領域（３０２）には、電磁誘導により発熱可能な発熱体（４００）が設けられ、
前記接着部材は、
前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端を前記第２架橋ポリエチレン管（３００）の前記凹部領域（３０２）に挿入可能なように、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端側を覆うように装着されるキャップ構造を有する、
架橋ポリエチレン管の接続構造。
【請求項２】
前記キャップ構造は、
前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端側の外周面を覆う筒状部（２０１）と、
前記筒状部（２０１）の一端側に設けられ、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）への装着時において、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の厚みを超えないように内周側に延びる環状のフランジ部（２０２）と、
を有する請求項１に記載の架橋ポリエチレン管の接続構造。
【請求項３】
前記筒状部（２０１）の軸方向長さ（Ｌ１）は、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端に装着し、前記第２架橋ポリエチレン管（３００）の前記凹部領域（３０２）に挿入された状態において、前記第２架橋ポリエチレン管（３００）の端部から露出しない長さに設定される、請求項２に記載の架橋ポリエチレン管の接続構造。
【請求項４】
前記接着部材はポリエチレンからなる、請求項１から３のいずれかに記載の架橋ポリエチレン管の接続構造。
【請求項５】
前記発熱体（４００）は、螺旋形状に設けられ、
前記凹部領域（３０２）には、前記発熱体（４００）を収容するため、螺旋状の凹部溝（３０３）が設けられる、請求項１から４のいずれかに記載の架橋ポリエチレン管の接続構造。
【請求項６】
第１架橋ポリエチレン管（１００）と第２架橋ポリエチレン管（３００）との接続に用いられる接着部材であって、
前記接着部材は、
前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端を前記第２架橋ポリエチレン管（３００）に設けられる凹部領域（３０２）に挿入可能なように、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端側を覆うように装着されるキャップ構造を有し、
このキャップ構造は、
前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の接続端側の外周面を覆う筒状部（２０１）と、
前記筒状部（２０１）の一端側に設けられ、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）への装着時において、前記第１架橋ポリエチレン管（１００）の厚みを超えないように内周側に延びる環状のフランジ部（２０２）と、
を有する、接着部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構造からなる架橋ポリエチレン管の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、配水管としては、一般にポリエチレン管（配管、継手）が用いられてきた。しかし、たとえば、床暖房施設等においては、９０度近い温水を用いるため、耐熱老化性の観点からポリエチレン管を用いることはできない。そこで、近年、ポリエチレン管よりも耐熱老化性に優れた、架橋ポリエチレン管（配管、継手）が広く用いられるようになってきている。
【０００３】
ここで、架橋ポリエチレンとは、熱可塑性プラスチックとしての鎖状構造ポリエチレンの分子同士のところどころを結合させて、立体の網目構造にした超高分子量のポリエチレンのことをいう。したがって、架橋反応が終了した時点でポリエチレンは、あたかも熱硬化性樹脂のような立体網目構造となる。その結果、架橋ポリエチレンは、ポリエチレンに比べ、耐ＥＳＣ（環境応力亀裂）、クリープ性能、耐薬品性、および、耐熱老化性が向上する。
【０００４】
このような特性を有する架橋ポリエチレン管を現場で配管する場合には、架橋ポリエチレン管同士を直接連結させることはできないため、架橋ポリエチレン管同士の間にポリエチレンを介在させて、電熱加熱により融着させることが一般に行なわれている。また、架橋ポリエチレン管同士の融着には、ポリエチレンが必要であることから、内層に架橋ポリエチレンを使用し外層にポリエチレンを使用した、２層構造の押出配管が市場において、広く用いられている。
【０００５】
しかしながら、上記２層構造からなる架橋ポリエチレン管の場合、相互の融着領域以外に設けられたポリエチレン層は不要であるため、資源の有効利用の観点からは適切であるとは言えない。また、床暖房施設等においては、現場での施工作業が多く、架橋ポリエチレン管同士の融着も、現場での作業が必要となる。したがって、熟練を要せずとも、誰でもが、容易、確実、正確に、架橋ポリエチレン管同士の融着を実現できることが必要となる。
【０００６】
なお、架橋ポリエチレン管同士の融着に関する発明、ポリエチレン等の熱可塑性部材の融着接続方法に関する発明が、下記特許文献１〜５に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−００２３８３号公報
【特許文献２】特開平１０−２８１３８１号公報
【特許文献３】特開平０７−２７６５０２号公報
【特許文献４】特開平０６−０７４３８６号公報
【特許文献５】特開平０５−３４０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が、解決しようとする問題点は、架橋ポリエチレン管同士の接続において、架橋ポリエチレン管の資源が有効に利用されていない点、現場での施工において、熟練度が必要である点にある。したがって、この発明の目的は、資源の有効利用を図るとともに、現場での施工を容易にしつつも、確実かつ正確に、架橋ポリエチレン管同士の融着を可能とする、架橋ポリエチレン管の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に基づいた架橋ポリエチレン管の接続構造においては、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを接着部材を用いて接続する、架橋ポリエチレン管の接続構造であって、上記第２架橋ポリエチレン管の上記第１架橋ポリエチレン管との接続端側において、上記第２架橋ポリエチレン管の内周面には、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端側を受入可能な凹部領域が設けられ、上記凹部領域には、電磁誘導により発熱可能な発熱体が設けられ、上記接着部材は、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端を上記第２架橋ポリエチレン管の上記凹部領域に挿入可能なように、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端側を覆うように装着されるキャップ構造を有する。
【０００９】
また、好ましい形態として、上記キャップ構造は、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端側の外周面を覆う筒状部と、上記筒状部の一端側に設けられ、上記第１架橋ポリエチレン管への装着時において、上記第１架橋ポリエチレン管の厚みを超えないように内周側に延びる環状のフランジ部とを有する。
【００１０】
さらに、好ましい形態として、上記筒状部の軸方向長さは、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端に装着し、上記第２架橋ポリエチレン管の上記凹部領域に挿入された状態において、上記第２架橋ポリエチレン管の端部から露出しない長さに設定される。
【００１１】
さらに、好ましい形態として、上記接着部材はポリエチレンからなる。
【００１２】
さらに、好ましい形態として、上記発熱体は、螺旋形状に設けられ、上記凹部領域には、上記発熱体を収容するため、螺旋状の凹部溝が設けられる。
【００１３】
この発明に基づいた接着部材においては、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管との接続に用いられる接着部材であって、上記接着部材は、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端を上記第２架橋ポリエチレン管に設けられる凹部領域に挿入可能なように、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端側を覆うように装着されるキャップ構造を有し、このキャップ構造は、上記第１架橋ポリエチレン管の接続端側の外周面を覆う筒状部と、上記筒状部の一端側に設けられ、上記第１架橋ポリエチレン管への装着時において、上記第１架橋ポリエチレン管の厚みを超えないように内周側に延びる環状のフランジ部とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に基づいた、架橋ポリエチレン管の接続構造によれば、融着を必要とする箇所である第１架橋ポリエチレン管の接続端側に、この領域を覆うように装着されるキャップ構造を採用した接着部材（たとえば、ポリエチレン）を用いることにより、必要でない箇所への接着部材の使用が回避され、資源の有効利用を図ることが可能となる。また、キャップ構造を採用し、さらに、電磁誘導方式による融着構造を採用していることから、現場において、第１架橋ポリエチレン管の長さ調節のために端部を切断し、切断端面が不規則な形状になった場合でも（たとえば、傾斜した状態等）、接着部材を装着することで、端部を平らな状態にすることができ、熟練度を要せずとも容易に、かつ、確実に架橋ポリエチレン管同士の融着を行なうことが可能となる。
【００１５】
また、キャップ構造として、筒状部と第１架橋ポリエチレン管の厚みを超えないように内周側に延びる環状のフランジ部とを有する構成を採用している。加熱時には、接着部材のフランジ部は内方に向かって体積膨張する。しかし、あらかじめ、第１架橋ポリエチレン管の厚みを超えないように設けておくことで、膨張後もフランジ部は、第１架橋ポリエチレン管の内壁面から突出することはない。その結果、管同士の接続部に、管内壁面から内方に向かう突出部が形成されることがないため、管内を流れる流体の流れを妨げることもない。
【００１６】
また、キャップ構造として、筒状部の軸方向長さは、第１架橋ポリエチレン管の接続端に装着し、第２架橋ポリエチレン管の凹部領域に挿入された状態において、第２架橋ポリエチレン管の端部から露出しない長さに設定される。加熱時には、接着部材の筒状部は外方に向かって体積膨張する。これにより、加熱融着後には、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管との接続部の隙間から、接着部材が露出することになる。その結果、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管との加熱融着を目視により確認することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明に基づいた実施の形態における架橋ポリエチレン管の接続構造１Ａについて、図１から図６を参照して説明する。なお、図１は、本実施の形態における架橋ポリエチレン管の接続構造１Ａを示すための分解斜視図であり、図２は、第２架橋ポリエチレン管の接続端部側の構造を示す軸方向断面図であり、図３は、接着部材の構造を示す軸方向断面図であり、図４は、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを連結させた状態での融着前の軸方向断面図であり、図５は、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを連結させた状態での融着後の軸方向断面図であり、図６は、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを連結させた状態での、電磁誘導装置との位置関係を示す軸方向断面図である。
【００１８】
＜接続構造１Ａ＞
まず、図１を参照して、本実施の形態における架橋ポリエチレン管の接続構造１Ａの概略について説明する。第１架橋ポリエチレン管１００と第２架橋ポリエチレン管３００とが準備され、第１架橋ポリエチレン管１００の第２架橋ポリエチレン管３００との接続端側には、キャップ形状の接着部材２００が装着される。第１架橋ポリエチレン管１００の内径と、第２架橋ポリエチレン管３００との内径は、同じ内径（Ｄ６、図２参照）に設けられる。たとえば、ＪＩＳ規格（日本工業規格）に基づけば、呼び径１０Ａ、１３Ａ、２０Ａ等が挙げられる。
【００１９】
＜凹部領域３０２＞
第２架橋ポリエチレン管３００の第１架橋ポリエチレン管１００との接続端側には、図２に示すように、接着部材２００が装着された第１架橋ポリエチレン管１００を受入れるため、管路３０５の管厚さよりも薄く設けられた凹部領域３０２が形成されている。凹部領域３０２の内径Ｄ５は、接着部材２００の外径（Ｄ２、図３参照）と略同一寸法に設けられている。また、第１架橋ポリエチレン管１００および接着部材２００をこの凹部領域３０２に挿入した場合の位置決めを正確に実施するため、当接壁３０４が凹部領域３０２と管路３０５との間に形成されている。
【００２０】
また、凹部領域３０２には、外部に設けられた電磁誘導装置を用いた電磁誘導により発熱可能な発熱体４００が設けられている。この発熱体４００は、本実施の形態においては、螺旋（スパイラル）形状に設けられ、凹部領域３０２には、この発熱体４００を収容するため、螺旋状の凹部溝３０３（深さＤ６）が設けられている。これにより、発熱体４００を回転させることで、容易に凹部領域３０２に設けられた凹部溝３０３への装着を可能としている。なお、装着容易性および発熱効率の観点から、螺旋（スパイラル）形状の発熱体４００を用いているが、リング形状、プレート形状等の発熱体を用いることも可能である。また、発熱体４００の材料としては、電磁誘導により発熱可能な材料であればどのような材料を用いることも可能であるが、一般的な材料としては、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等が挙げられる。また、上記のように、後から発熱体を凹部領域３０２に装着する場合に限らず、発熱体を埋め込んだ一体成形を採用することも可能である。
【００２１】
＜接着部材２００＞
次に、本実施の形態における接着部材２００の構造について説明する。接着部材２００はポリエチレンから構成されている。なお、本実施の形態においては、架橋ポリエチレン管同士の加熱融着の観点から、最適な材料として、ポリエチレンを用いているが、他に同等の性質を有するものであれば、ポリエチレン以外の材料を接着部材２００に適用することも可能である。
【００２２】
接着部材２００のキャップ形状は、図１および図３に示すように、第１架橋ポリエチレン管１００の接続端側の外周面を覆う筒状部２０１と、この筒状部２０１の一端側に設けられ、第１架橋ポリエチレン管１００への装着時において、第１架橋ポリエチレン管１００の厚み（ｔ２、図１参照）を超えないように内周側に延びる環状のフランジ部２０２とを有し、開口直径（Ｄ４）の開口部を規定している。したがって、このフランジ部２０２の幅（Ｄ３）は、ｔ１＜Ｄ３＜[ｔ１＋ｔ２］の関係を具備するように寸法設定されている。なお、ｔ１は、筒状部２０１の厚み（図３参照）を示している。
【００２３】
このように、フランジ部２０２の幅（Ｄ３）を設定することにより、図４に示すように、接着部材２００を第１架橋ポリエチレン管１００に装着し、第１架橋ポリエチレン管１００を第２架橋ポリエチレン管３００の凹部領域３０２に挿入した状態において、フランジ部２０２の内周端面と、第１架橋ポリエチレン管１００および第２架橋ポリエチレン管３００の内周面との間に、寸法Ｓ１の凹部（ギャップ）を形成することができる。
【００２４】
また、筒状部２０１の軸方向長さＬ１は、図４に示すように、接着部材２００を第１架橋ポリエチレン管１００に装着し、第１架橋ポリエチレン管１００を第２架橋ポリエチレン管３００の凹部領域３０２に挿入した状態において、第２架橋ポリエチレン管３００の端部から露出しない長さに設定されている。これにより、図４に示すように、筒状部２０１の端面と、第２架橋ポリエチレン管３００の端面との間に、寸法Ｓ２の凹部（ギャップ）を形成することができる。
【００２５】
＜融着工程＞
次に、図４および図６を参照して、第１架橋ポリエチレン管１００と第２架橋ポリエチレン管３００との融着工程について説明する。まず、図４に示すように、接着部材２００を第１架橋ポリエチレン管１００に装着した状態で、第１架橋ポリエチレン管１００を第２架橋ポリエチレン管３００の凹部領域３０２に挿入する。この状態においては、上記したように、フランジ部２０２の内周端面と第１架橋ポリエチレン管１００および第２架橋ポリエチレン管３００の内周面との間に、寸法Ｓ１の凹部（ギャップ）を形成される。また、筒状部２０１の端面と、第２架橋ポリエチレン管３００の端面との間に、寸法Ｓ２の凹部（ギャップ）が形成される。
【００２６】
次に、図６に示すように、第２架橋ポリエチレン管３００の凹部領域３０２を取囲むように、リング形状の電磁誘導装置５００を、第２架橋ポリエチレン管３００の外周面に接するように配設する。その後、電磁誘導装置５００を稼動させて、発熱体４００を発熱させる。これにより、接着部材２００は溶融し、図５に示すように、接着部材２００を介在させて、第１架橋ポリエチレン管１００の外面と第２架橋ポリエチレン管３００との内面、および、第１架橋ポリエチレン管１００の先端面と、第２架橋ポリエチレン管３００の当接壁３０４とが、融着接続されることになる。
【００２７】
なお、第１架橋ポリエチレン管１００および第２架橋ポリエチレン管３００の呼び径が１３Ａの場合の、諸条件の一例は以下のとおりである。
【００２８】
発熱体４００の形状・・・スパイラル
発熱体４００の線径・・・約１．２ｍｍ
発熱体４００の材質・・・ＳＵＳ４３０またはＳＵＳ３０４
電磁誘導装置
周波数・・・３５ｋＨｚ
時  間・・・２分〜４分
加熱温度・・・１８０°Ｃ〜２３０°Ｃ
（作用・効果）
このように、本実施の形態における接着部材２００を用いた第１架橋ポリエチレン管１００と第２架橋ポリエチレン管３００との接続構造によれば、融着を必要とする箇所である第１架橋ポリエチレン管１００の接続端側に、この領域を覆うように装着されるキャップ構造を採用した接着部材２００を用いることにより、必要でない箇所への接着部材２００の使用が回避され、資源の有効利用を図ることが可能となる。また、現場において、第１架橋ポリエチレン管１００の長さ調節のために端部を切断し、切断端面が不規則な形状になった場合でも（たとえば、僅かに傾斜した状態等）、接着部材２００を装着することで、端部を平らな状態にすることができ、熟練度を要せずとも容易に、かつ、確実に架橋ポリエチレン管同士の融着を行なうことができる。
【００２９】
また、加熱時には、接着部材２００のフランジ部２０２は内方に向かって（矢印Ｂ方向）体積膨張する。しかし、フランジ部２０２の幅Ｄ３を、あらかじめ、第１架橋ポリエチレン管１００の厚みｔ２を超えないように設けてあることから、膨張後もフランジ部２０２は、第１架橋ポリエチレン管１００の内壁面から突出することはない。その結果、管同士の接続部に、管内壁面から内方に向かう突出部が形成されることがないため、管内を流れる流体の流れを妨げない。
【００３０】
また、接着部材２００の筒状部２０１の軸方向長さＬ１は、第１架橋ポリエチレン管１００の接続端に装着し、第２架橋ポリエチレン管３００の凹部領域３０２に挿入された状態において、第２架橋ポリエチレン管３００の端部から露出しない長さに設定していることから、加熱時には接着部材２００の筒状部２０１は外方（図中Ａ）に向かって体積膨張する。これにより、加熱融着後には、第１架橋ポリエチレン管１００と第２架橋ポリエチレン管３００との接続部の隙間から、接着部材２００が露出することになる。その結果、第１架橋ポリエチレン管１００と第２架橋ポリエチレン管２００との加熱融着を目視により確認することが可能となる。特に、接着部材２００を、第１架橋ポリエチレン管１００および第２架橋ポリエチレン管２００とは異なる色に着色処理しておくことで、容易に加熱融着状態を目視により確認することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、第２架橋ポリエチレン管２００の端部に凹部領域３０２を設ける場合について説明したが、エルボ、Ｔ字管等の管継手に本発明の接続構造を適用することも可能である。
【００３２】
したがって、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態における架橋ポリエチレン管の接続構造１Ａを示すための分解斜視図である。
【図２】本実施の形態における第２架橋ポリエチレン管の接続端部側の構造を示す軸方向断面図である。
【図３】本実施の形態における接着部材の構造を示す軸方向断面図である。
【図４】本実施の形態における第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを連結させた状態での融着前の軸方向断面図である。
【図５】本実施の形態における、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを連結させた状態での融着後の軸方向断面図である。
【図６】本実施の形態における、第１架橋ポリエチレン管と第２架橋ポリエチレン管とを連結させた状態での、電磁誘導装置との位置関係を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ  接続構造、１００  第１架橋ポリエチレン管、２００  接着部材、２０１  筒状部、２０２  フランジ部、３０２  凹部領域、３００  第２架橋ポリエチレン管、３０３  凹部溝、３０４  当接壁、３０５  管路、４００  発熱体、５００  電磁誘導装置。
【図１】
2005083402.tif 000003
【図２】
2005083402.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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