(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その一端から接続される配管材の一端に外嵌可能で、他端から接続される継手の受口に内嵌可能に形成されていて、少なくとも前記配管材の一端に外嵌される配管材嵌入部の内周面、および前記継手の受口に内嵌される受口嵌入部の外周面が、前記配管材の嵌入部外周面および継手の受口内周面と融着可能な熱可塑性樹脂材料で形成されているスリーブ管が、その受口嵌入部を継手の受口に嵌入されるとともに、その配管材嵌入部に配管材の接続端部が嵌入されていて、前記スリーブ管の配管材嵌入部内周面と配管材の接続端部外周面、およびスリーブ管の受口嵌入部の外周面と継手の受口内周面がそれぞれ融着されている配管材と継手との接続構造。
【請求項２】
前記スリーブ管が非架橋ポリエチレンで形成されていて、少なくとも継手の受口形成部および配管材の接続端部が架橋ポリエチレンで形成されているとともに、スリーブ管と、配管材および継手とが回転摩擦融着法によって融着されている請求項１に記載の配管材と継手との接続構造。
【請求項３】
前記継手の受口が、複数の径の配管材が接続可能に形成されている請求項１または請求項２に記載の配管材と継手との接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管材と継手との接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂管と継手とを接合する方法として、特開平２−１８６１９３号公報に記載されているように、継手の接合部の界面近傍に成形時に予め電熱線を埋め込んでおき、接合時にこの電熱線に通電して電熱線の発熱により接合部界面の樹脂を溶融状態にして熱可塑性樹脂管を融着する電気融着方式（エレクトロフュージョン継手を用いた方式）、あるいは、熱盤を利用して継手の受口および配管材の接合端部を加熱し、溶融状態としたのち、熱盤を取り除き、この溶融状態を保ちながら、配管材の接合端部を継手の受口に嵌合させて配管材を継手に融着する方式（ヒートフュージョン継手を用いた方式）が従来から用いられている。
【０００３】
一方、耐熱性、高温クリープ性に優れた架橋ポリエチレン管は、特開平２−１８６１９３号公報にも記載されているように融着による接合を行うことが困難である。
そこで、特開平２−１８６１９３号公報の継手の場合、配管材との接合面のみを非架橋熱可塑性樹脂で形成し、その他の部分を架橋熱可塑性樹脂で形成している。
【０００４】
しかしながら、射出成形によって架橋熱可塑性樹脂部分と非架橋熱可塑性樹脂部分との一体成形するには、金型が複雑になり、金型の製造コストがかかるとともに、メンテナンス性も悪いと言う問題がある。
【０００５】
一方、本出願人は、架橋熱可塑性樹脂同士の接合可能な接合方法として、回転摩擦融着方法を既に提案している（特願平１１−１９４５４１号）。
この融着方法によれば、架橋熱可塑性樹脂同士の接合可能になるため、上記従来の方法のように、継手の成形金型が複雑になることがない。
【０００６】
しかしながら、継手の種類も雄ねじアダプター，雌ねじアダプター，ユニオンソケット、エルボ等多種にわたり形状もまちまちであるとともに、各継手に１種類の径の配管材しか接続できない。したがって、各径毎の継手を用意しているが、金型コストが高くなるという問題がある。
また、これらの継手によって接続される配管材の径も接続される配管材も長尺なものやベンド管やヘッダー管のように直管でないものがあり、回転摩擦融着させるようにとしても配管材あるいは継手によってはうまく回転させられず、回転摩擦融着させることができない場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に鑑みて、継手の製造コストを上げることなく、あらゆる熱可塑性樹脂製の配管材と継手とを容易に融着接合できる配管材と継手との接続構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明にかかる配管材と継手との接続構造は、その一端から接続される配管材の一端に外嵌可能で、他端から接続される継手の受口に内嵌可能に形成されていて、少なくとも前記配管材の一端に外嵌される配管材嵌入部の内周面、および前記継手の受口に内嵌される受口嵌入部の外周面が、前記配管材の嵌入部外周面および継手の受口内周面と融着可能な熱可塑性樹脂材料で形成されているスリーブ管が、その受口嵌入部を継手の受口に嵌入されるとともに、その配管材嵌入部に配管材の接続端部が嵌入されていて、前記スリーブ管の配管材嵌入部内周面と配管材の接続端部外周面、およびスリーブ管の受口嵌入部の外周面と継手の受口内周面がそれぞれ融着されている構成とした。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明にかかる配管材と継手との接続構造は、前記スリーブ管が非架橋ポリエチレンで形成されていて、少なくとも継手の受口形成部および配管材の接続端部が架橋ポリエチレンで形成されているとともに、スリーブ管と、配管材および継手とが回転摩擦融着法によって融着されている構成とした。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明にかかる配管材と継手との接続構造は、継手の受口が、複数の径の配管材が接続可能に形成されている構成とした。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
本発明のスリーブ管を用いた融着方法は、たとえば、スリーブ管の配管材嵌入部の内周面と配管材の接続部外周面、スリーブ管の受口嵌入部の外周面と継手の受口内周面とを、熱盤を用いて加熱溶融させて熱融着させるヒートヒュージョン法や、スリーブ管の配管材嵌入部に配管材の接続部を嵌入するとともに、スリーブ管の受口嵌入部を継手の受口に嵌入させた状態でスリーブ管をその軸周りに回転させ、回転摩擦熱によりスリーブ管の配管材嵌入部の内周面と配管材の接続部外周面、スリーブ管の受口嵌入部の外周面と継手の受口内周面を融着させる回転摩擦融着法等が挙げられるが、配管材および継手の受口部が架橋ポリエチレン等のように融着性の悪い熱可塑性樹脂で形成されている場合は、請求項２の接続構造のように回転摩擦融着法を用いることが好ましい。
【００１４】
本発明において、配管材とは、パイプだけでなく、差口を有する継手なども含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は本発明にかかるスリーブ管の第１の実施の形態をあらわしている。
【００１６】
図１に示すように、このスリーブ管１ａは、中密度ポリエチレン，直鎖状低密度ポリエチレン，低密度ポリエチレン等の非架橋ポリエチレンによって成形されていて、一端から接続される配管材の一端に外嵌可能な接続管嵌入部１２と、他端から接続される継手の受口に内嵌可能に形成された受口嵌入部１１とを備えている。
【００１７】
図２は、本発明のスリーブ管の第２の実施の形態をあらわしている。
図２に示すように、このスリーブ管１ｂは、配管材嵌入部１３の内径が上記スリープ管１ａよりワンサイズ小径の配管材が嵌入されるように配管材嵌入部１２より小径になっている以外は上記スリーブ管１ａと同様になっている。
【００１８】
これらのスリーブ管１ａ，１ｂは、たとえば、図３〜図５に示すような継手としての雌ねじソケット２ａとゲル分率が６５％以上の架橋ポリエチレン製の配管材３とをつぎのようにして接続できるようになっている。
【００１９】
なお、雌ねじソケット２ａは、受口２４を備えたゲル分率が６５％以上の架橋ポリエチレンからなるソケット本体２１と、このソケット本体２１の成形時にインサート成形された砲金からなる雌ねじ筒部２２と、カシメ金具２３とから構成されている。また、ソケット本体２１は、その配管流路となる部分が奥側に向かって段状に小径化していて、大径部２５がスリーブ管１ａの内径と略同径になっていて、小径部２６がスリーブ管１ｂの内径と略同径になっている。る。一方、配管材３は架橋ポリエチレンで形成されている。
【００２０】
そして、スリーブ管１ａ、ソケット２ａおよび配管材３は、まず、図４に示すように、架橋ポリエチレンおよび非架橋ポリエチレンの融点以上に加熱された熱板４ａおよび熱板４ｂに嵌合されることよって配管材３の接続端部３１の外周面、スリーブ管１ａの配管材嵌入部１２の内周面、受口嵌入部１１の外周面および受口２４の内周面が加熱溶融状態にされる。つぎに、熱板４ａ，４ｂが配管材３、スリーブ管１ａおよび雌ねじソケット２ａから取り外されたのち、図５に示すように、溶融状態が保持された状態で配管材３の接続端部３１がスリーブ管１ａの配管材３の配管材嵌入部１２に嵌入され、スリーブ管１ａの受口嵌入部１１が雌ねじソケット２ａの受口２４に嵌入されることによって、スリーブ管１ａの配管材嵌入部１２の内周面と配管材３の接続端部３１の外周面、および、スリーブ
管１ａの受口嵌入部１１の外周面と雌ねじソケット２ａの受口２４の内周面がそれぞれ融着されるようになっている。
【００２１】
また、ソケット本体２１に大径部２５と小径部２６とが設けられているので、スリーブ管１ｂを用いれば、同じ雌ねじソケット２ａに径の細い配管材を同様にして融着することができる。
【００２２】
以上のように、上記接続構造によれば、非架橋ボリエチレン樹脂製のスリーブ管１ａがソケット２ａおよび配管材３の間に介在されるとともに、スリーブ管１ａと、ソケット２ａおよび配管材３とがヒートフュージョン法によって熱融着されるようになっているので、従来のように、非架橋熱可塑性樹脂の層を架橋熱可塑性樹脂製の配管材の接合面に設けておくなどの必要がなくなり、金型コストが低減できる。また、スリーブ管１ａ，１ｂのように内径が異なったり、外径が異なるスリーブ管を複数容易すれば、継手も配管材の径ごとに設ける必要がなくなり、継手の製造コストも低減できる。
【００２３】
さらに、配管材３およびソケット本体２１が、ゲル分率が６５％以上の架橋ポリエチレンによって形成されているので、耐熱性および耐クリープ性に優れ、給湯配管等の熱のかかる部分の配管の接続構造として有用である。
【００２４】
図６は本発明にかかる接続構造の他の実施の形態をあらわしている。
図６に示すように、この接続構造は、架橋ポリエチレン製のヘッダー５の枝管部５１に架橋ポリエチレン製の配管材３を接合するのに図１のスリーブ管１ａが用いられている以外は、上記の実施の形態と同様になっている。
【００２５】
図７は本発明にかかるスリーブ管の第３の実施の形態をあらわしている。
図７に示すように、このスリーブ管１ｃは、周面にギヤ部１４が設けられている以外は、上記スリーブ管１ａと同様になっている。
【００２６】
図８は本発明にかかるスリーブ管の第４の実施の形態をあらわしている。
図８に示すように、このスリーブ管１ｄは、周面にギヤ部１４が設けられている以外は、上記スリーブ管１ｂと同様になっている。
【００２７】
これらのスリーブ管１ｃ，１ｄは、たとえば、図９〜図１０に示すような雄ねじソケット７とゲル分率が６５％以上の架橋ポリエチレン製の配管材３とをつぎのようにして接続できるようになっている。
なお、雄ねじソケット２ｂは、砲金からなる雄ねじ筒部２７がソケット本体２１の成形時にインサート成形されている以外は、上記雌ねじソケット２ａと同様になっている。
【００２８】
そして、スリーブ管１ｃ，雄ねじソケット２ｂおよび配管材３とは、まず、図１０に示すように、配管材３の接続端部３１がスリーブ管１ｃの配管材嵌入部１２に嵌入されるとともに、スリーブ管１ｃの受口嵌入部１１が雄ねじソケット２ｂの受口２４に嵌入された状態にされる。
つぎに、配管材３および雄ねじソケット２ｂのソケット本体部２１がクランプ（図示せず）によって固定されたのち、スリーブ管１ｃにモーター（図示せず）の駆動力によって回転するキ゛ヤ８がスリーブ管１ｃのキヤ部１４にかみ合わされ、キ゛ヤ８の回転駆動力によってスリーブ管１ｃがその軸周りに回転させられる。
【００２９】
そして、この回転によってスリーブ管１ｃの配管材嵌入部１２の内周面と配管材３の接続端部３１の外周面、および、スリーブ管１ｃの受口嵌入部１１の外周面と雄ねじソケット２ｂのが回転摩擦熱によって溶融状態とされたのち、回転が停止されてその状態で冷却固化されることによって、雄ねじソケット２ｂと配管材３とがスリーブ管１ｃを介して融着されるようになっている。
【００３０】
この接続構造によれば、上述のヒートフュージョンによる接続構造と同様の効果を備えているとともに、回転摩擦により接合部界面の架橋ポリエチレンに剪断力が働くため、架橋ポリエチレンの分子が切断され、スリーブ管１ｃの非架橋ポリエチレン樹脂との絡みが生じ、より強固な接続状態を得ることができる。
また、スリーブ管１ｃのみを回転させるだけであるので、図６のようなヘッダー５のように、回転させられない配管材同士の接続にも回転摩擦融着を用いることができる。
【００３１】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、雌ねじソケット２ａがヒートヒュージョンによる熱融着、雄ねじソケット２ｂが回転摩擦融着されていたが、勿論逆でも構わない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明にかかる配管材と継手との接続構造は、以上のように構成されているので、継手の製造コストを上げることなく、あらゆる熱可塑性樹脂製の配管材と継手とを容易に融着接合できる。
【００３３】
特に、請求項２の接続構造にすれば、スリーブ管と配管材および継手との接合がより強固で安定したものとなる。
また、請求項３の接続構造のようにすれば、１つの継手で複数の径の配管材との接続が可能となり、継手の種類を少なくすることができ、製造コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるスリーブ管の第１の実施の形態をあらわす断面図である。
【図２】  本発明にかかるスリーブ管の第２の実施の形態をあらわす断面図である。
【図３】  図１のスリーブ管が接続される継手の断面図である。
【図４】  図１のスリーブ管を用いた継手と配管材との接続方法の１例を説明する説明図である。
【図５】  図４の接続方法で得られた接続構造をあらわす断面図である。
【図６】  図１のスリーブ管を用いた別の接続構造をあらわす断面図である。
【図７】  本発明にかかるスリーブ管の第３の実施の形態をあらわす断面図である。
【図８】  本発明にかかるスリーブ管の第４の実施の形態をあらわす断面図である。
【図９】  図７のスリーブ管が接続される継手の断面図である。
【図１０】  図７のスリーブ管を用いた接続構造をあらわす断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  スリーブ管
１１  受口嵌入部
１２，１３  配管材嵌入部
１４  ギヤ部
２ａ  雌ねじソケット（継手）
２ｂ  雄ねじソケット（継手）
２４  受口
５  ヘッダー（継手）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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