(57)【要約】【課題】  熱可塑性樹脂の管どうしを接続する管接続体であって、構造が簡単で製造し易く、コストの安いものの提供。【解決手段】  熱可塑性樹脂材料からなり、薄肉の本体３内に電熱線４を埋設し、その電熱線４に電流を流通させることによって、本体３の両面が溶融するように構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の熱可塑性樹脂の管(1) (2) を夫々一部加熱溶融して互いに接続する管接続体において、
熱可塑性樹脂材よりなる薄肉の本体(3) と、その本体(3) に埋設され、その本体(3) の一方の面(3a)および他方の面(3b)の両面および前記一対の管(1) (2) の一部を加熱溶融する電熱線(4) とを具備し、
本体(3) は、前記両面(3a)(3b)が、前記一対の管(1) (2) の端部間に共に接して介装される形状を有すると共に、両管(1) (2) の厚みより薄肉に形成されたことを特徴とする管接続体。
【請求項２】
請求項１において、
前記本体(3) が薄肉の筒状に形成され、一方の前記管(1) の端部外周に整合する内周を有すると共に、外周が他方の前記管(2) の内周に整合する管接続体。
【請求項３】
請求項２において、
筒状に形成された前記本体(3) の開口端に外フランジ部(5) および／または内フランジ部(6) が形成された管接続体。
【請求項４】
請求項１において、
前記本体(3) が薄肉のリング状に形成され、その両面が突き合わされる被接続用の一対の管(1) (2) の両端面に整合される管接続体。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれかにおいて、
その本体(3) の肉厚は、その両面および前記一対の管(1) (2) の一部がそれに埋設された一列のコイル状電熱線(4) により溶融する程度の厚みとされた管接続体。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
本体(3) が半径方向および／または軸線方向に弾性変形可能に形成された管接続体。
【請求項７】
請求項１において、
前記本体(3) が帯状または線状に形成され、被接続用の一方の管(1) の外周に螺旋状に被着される管接続体。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記電熱線(4) は、前記本体(3) に並列して二条に埋設され、その二条の電熱線(4) の端どうしが本体(3) の一端で互いに連結され、本体(3) の他端に一対の電熱線(4) が導かれた管接続体。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
被接続用の管(1) (2) および本体(3) がポリエチレン材料よりなる管接続体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレン（以下ＰＥと省略する。）管等の熱可塑性樹脂の管どうしを接続する管接続体に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ガスの埋設管等に広く普及しているＰＥのガス管は、丈夫で  軽量且つ、取り扱い易く、耐腐食性があり、曲げても自立的に原形復帰し、その曲げの痕跡を残さない特性を有する。そのため地震や軟弱地盤に強く理想的なガス管となりうる。
しかしながら、その管どうしを接続するには、同一材料どうしで融着させる他なく、接着剤の使用ができない。そのＰＥ管は熱可塑性樹脂であり、その管の接続は特殊継ぎ手により行うのが一般的である。
【０００３】
この特殊継ぎ手は、一対の管を挿入する挿入部を有し、その内面に近接して予めコイルヒータが埋設されている。そして、両管をその継ぎ手内に挿入した状態で、コイルヒータに電気を供給し、その継ぎ手内面および接続しようとする管どうしの外周面の一部を溶融させ（エレクトロフィージョン融着）、それを冷却固化することにより、一体的に両管を接続していた。
また、一対の管どうしの突合せ接続の場合には、円盤状の金属加熱体を用い、その両面に一対の管端を押し当てて、加熱溶融させ、次いで金属加熱体を取り除くとともに、両管どうしを圧着して接続（バット融着）していた。
【０００４】
【特許文献１】実開２０００−３２９２８４号公報
【特許文献２】特開平０６−０９９４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の特殊な樹脂継ぎ手を用いる接続方法は、継ぎ手の内表面に近接し、コイル状の電熱線を埋設するため、その製造が面倒で継ぎ手の製造コストが極めて高くなる。
次に、後者の接続方法は、樹脂の端部どうしを円盤状の加熱体に圧着して溶融させ、次いでそれを引き抜いた後に管どうしを圧着するものであるから、加熱体を引き抜く間およびパイプどうしを突合せ接触する間に、樹脂の冷却硬化が起こり好ましくない。
そこで本発明は係る問題点を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、一対の熱可塑性樹脂の管(1) (2) を夫々一部加熱溶融して互いに接続する管接続体において、
熱可塑性樹脂材よりなる薄肉の本体(3) と、その本体(3) に埋設され、その本体(3) の一方の面(3a)および他方の面(3b)の両面および前記一対の管(1) (2) の一部を加熱溶融する電熱線(4) とを具備し、
本体(3) は、前記両面(3a)(3b)が、前記一対の管(1) (2) の端部間に共に接して介装される形状を有すると共に、両管(1) (2) の厚みより薄肉に形成されたことを特徴とする管接続体である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記本体(3) が薄肉の筒状に形成され、一方の前記管(1) の端部外周に整合する内周を有すると共に、外周が他方の前記管(2) の内周に整合する管接続体である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
筒状に形成された前記本体(3) の開口端に外フランジ部(5) および／または内フランジ部(6) が形成された管接続体である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項１において、
前記本体(3) が薄肉のリング状に形成され、その両面が突き合わされる被接続用の一対の管(1) (2) の両端面に整合される管接続体である。
【００１０】
請求項５に記載の本発明は、請求項２〜請求項４のいずれかにおいて、
その本体(3) の肉厚は、その両面および前記一対の管(1) (2) の一部がそれに埋設された一列のコイル状電熱線(4) により溶融する程度の厚みとされた管接続体である。
【００１１】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
本体(3) が半径方向および／または軸線方向に弾性変形可能に形成された管接続体である。
【００１２】
請求項７に記載の本発明は、請求項１において、
前記本体(3) が帯状または線状に形成され、被接続用の一方の管(1) の外周に螺旋状に被着される管接続体である。
【００１３】
請求項８に記載の本発明は、請求項１〜請求項７のいずれかにおいて、
前記電熱線(4) は、前記本体(3) に並列して二条に埋設され、その二条の電熱線(4) の端どうしが本体(3) の一端で互いに連結され、本体(3) の他端に一対の電熱線(4) が導かれた管接続体である。
【００１４】
請求項９に記載の本発明は、請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
被接続用の管(1) (2) および本体(3) がポリエチレン材料よりなる管接続体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の管接続体は、内部に電熱線４が埋設された薄肉の熱可塑性材料よりなり、それが被接続用の管１，２の端部に被着される形状を有する。そして電熱線４に電気を供給して、本体３自体およびそれに接触する管を一部溶融し、短時間で管の接続を行いうる。しかも、本体３は薄肉に形成され、構造が簡単で安価にそれを提供できる。そして、搬送および保管が容易である。
【００１６】
上記構成において、本体３を薄肉の筒状に形成し、その内周を管１の外周に整合させるとともに、その外周を管２の内周に整合させた場合には、管１と管２とを筒状の本体３を介して、比較的広い面積で管１,２を加熱溶融させ、両者を一体に接続することができる。
【００１７】
上記構成において、本体３の開口端に外フランジ部５および/または内フランジ部６を形成したものにおいては、本体３と管１と管２との間の位置決めを行い、その位置決め状態で正確な接合を行うことができる。
【００１８】
上記構成において、本体３を薄肉のリング状にし、その両面に一対の管１、管２の端面をつき合わせるようにしたものにおいては、極めて簡単な管接続体により、一対の管どうしを突合せ接合を容易に行い得る。
【００１９】
上記構成において、一列に巻いた電熱線４によりその両面および管１，２の接触表面が十分溶融する程度のものとした場合には、一対の管１、管２どうしを迅速に溶融接合させることができる。
【００２０】
上記構成において、本体３が半径方向および/または軸線方向に弾性変形自在に構成したものにおいては、本体３と各管１、管２との整合性を確保し、管の接続の信頼性を向上できる。
【００２１】
上記構成において、本体３を帯状または線状にし、管１の外周にそれを螺旋状に被着したものにおいては、管１の直径が各種異なっても、同一の本体３で、管１、管２を溶融固定することができる。
【００２２】
上記構成において、電熱線４を本体３に並列して二条に埋設し、その二条の電熱線４の端どうしを連結したものにおいては、本体３の一方側に一対の給電用のリード線18を導くことができる。それにより作業性のよい管接続体を提供できる。
【００２３】
上記いずれかの構成において、管１、管２並びに本体３をポリエチレン材料で構成したものにおいては、ガス管等の耐震性を有する埋設管の接続を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の管接続体21を用いて管１と管２との間および管1aと管２との間を接続する説明図であり、(Ａ)はその管接続体21と管１、管1aとの分離状態を示し、  (Ｂ)はその管１に本管接続体21を被嵌した状態を示し、(Ｃ)は三つの管どうしの接続準備を完了した状態を示し、(Ｄ)は(Ｃ)のＤ部拡大図である。また、図２は本体３に埋設される電熱線４の展開状態の一例を示す説明図である。
【００２５】
この管接続体21は、管１,管２,管1aと同一材料からなる。従って、それらがＰＥ管の場合には、管接続体21自体もＰＥ材料で形成されている。この例では薄肉の本体３が筒状に形成され、その内部に図１(Ｄ)、図２に示す如く電熱線４が一列にコイル状に埋設されている。更にこの例では、電熱線４が本体３に並列して二条（正確には半径方向に一列、周方向に二条）に埋設され、その二条の電熱線４の端どうしが本体３の一端で互いに連結されて、そこにＵ字連結部4aを形成する。そして、その他端は本体３から外部へ導かれリード線18と接続される。この電熱線４はニクロム線等から構成することができる。また、リード線18はその端部に接続された銅線とすることができる。    
【００２６】
本体３の厚みは、一列にコイル状に埋設された電熱線４に電流を流通させたとき、本体３両面が溶融するとともに、それに接触する管１、管２の外周および内周の表面が溶融するように設計される。電熱線４の直径は0.2〜2.0ｍｍ程度であり、その太さは接続する管の外直径や肉厚、その他により適宜設計される。本体３の肉厚は電熱線４の直径の1.5〜4.0倍程度とすることができ、その埋設位置は厚み方向中央が好ましい。図１はソケットとして用いる管２および一対の管接続体21を介し、一対の管１、管1aを互いに接続するものである。そのためにはそれぞれの管接続体21の内直径が管１、管1aの外直径に整合し、外直径が管２の内直径に整合する。
【００２７】
そこで、管接続体21の内周である面3a内に管１の端部を図１(Ｂ)の如く嵌着する。その状態で管１を管２内に嵌着する。すると、管１の先端が管２のストッパ7aに当接する。同様に管1aを管２に嵌着する。このときリード線18は管接続体21の一端から外部に導かれる。そこで、リード線18を介し電熱線４に電流を流通させ、管接続体21の内周および外周面を溶融させるとともに、それに接触する管１外表面および管２内表面を溶融させ、ついで電流を停止させ、各溶融部を冷却硬化し、本体３を介し管１と管２、管1aと管２との間を接続する。ついで、リード線18を管接続体21の側端で切断し、管接続作業を終了する。
【００２８】
なお、図１および図２に示すような管接続体21を製造するには、電熱線４をインサートした樹脂の各種成形技術によって作ることができる。例えば、樹脂の雄型外周に電熱線４をコイル状に螺嵌し、その雄型と雌型との間に熱可塑性樹脂材を充填し、型開きすることにより、そのコイル電熱線の内面側と外面側とに同じ肉圧の樹脂が被嵌された管接続体21を製造することができる。更には平面内で蛇行状に電熱線４を敷設し、それを厚み方向の中央に位置するように埋設した樹脂板を形成し、ついでそれを筒状に丸めて図１に示す管接続体21を形成してもよい。いずれにしても、本体３の肉厚は比較的薄くすればよく、その電熱線を厚み方向中央にすればよいので、容易にそれを製造することができる。
【００２９】
次に、図３は本発明の管接続体21の第２の実施の形態を示し、これが前記図１のそれと異なる点は管接続体21の一端部に内フランジ部６が他端部に外フランジ部５がそれぞれ一体に成形されている点である。内フランジ部６は管１の先端を突き当てて位置決めし、外フランジ部５は管２の後端に突き当てて位置決めし得る。それにより本体３と管２、管１との位置決めが可能であり、この場合には図３におけるストッパ7aを不要とすることもできる。なお、外フランジ部５と内フランジ部６のうち一方を省略することもできる。
【００３０】
次に、図４は本発明の管接続体21の他の例である。この例では本体３が細い帯状または線状に形成され、それが被接続用の管１外周に螺旋状に被着されるものである。この例では、本体３は断面が略三角形に形成され内部に電熱線４がＵ字状に配設されている。そして、本体３の断面Ｖ字状（断面Ｕ字状を含む）の外周に整合する溝が管１外周面に形成され、そこに本体３が巻回される。なお、巻回が開始される先端部は適宜なテープで止めることができる。そして、図４(Ｄ)の如く管接続体21が巻回された管１を管２内に嵌着し、電熱線４に電流を供給することにより、本体３および管２内周および管１の螺旋溝部を溶融させ、管１と管２との間をこの例の管接続体21を介して接続する。
【００３１】
次に、図５は本発明の管接続体21の更に他の例であり、この例が図４のそれと異なる点は本体３の断面外周のみである。この例では本体３の横断面は、台形状に形成され、それに整合するように管１の螺旋溝が形成されている。
次に、図６は本発明の更に他の実施の形態を示し、この形態は一対の半割の本体３によって管接続体21を構成するものである。これは特に大口径の管どうしを接続するとき、その作業性を良くするためのものである。現場において管接続体21を嵌着するスペースが狭小のとき等に有効である。
【００３２】
次に図７は本発明の更に他の実施の形態を示し、この例が図１のそれと異なる点は本体３の両端外周に一対の爪部８が突設されるとともに、本体３内周の中央にストッパ９が設けられたものである。この例では管接続体21を管２に嵌着し、その管接続体21内周に管１を図７(Ｄ)の如く嵌着するものである。即ち、図７(Ａ)に示す管接続体21を同(Ｃ)の如く管２内に圧入する。このとき管接続体21は変形し、軸方向に移動され、(Ｄ)の如く管２内周に抜け止め固定される。そこで、その管接続体21内に管１端部を嵌着すればよい。
【００３３】
次に図８は本発明の更に他の例であり、この例は本体３の横断面がＴ字状に形成され、その短筒部が管１、管２外周を被嵌するものである。このように構成することにより、管接続体21と管１と管２との位置決めを容易にすることができる。薄肉のリング状部には、電熱線４が渦巻状に埋設されている。この例でも二条の電熱線４の先端が接続され、そこにＵ字連結部4aを形成している。なお、この薄肉リング状部の厚みは、一列の電熱線４に電流を流通させた場合に、その両面側が溶融するとともに、一対の管１、管２の端面を溶融できる程度のものとする。
【００３４】
このような管接続体21は図８(Ｃ)に示す圧接装置10を用いて、一対の管１、管２どうしを圧着状態で接続することができる。この例では、基部13上に一対の把持部12が立設され、一方の把持部12は基部13のガイド溝17に案内されて移動する。そして、その移動側がシリンダ11のピストンロッドに接続されている。一対の把持部12が管１、管２の外周を着脱自在に把持し、その状態で左側の把持部12を右側に移動して一対の管１、管２間を圧着する。ついでリード線18に電流を供給し、管接続体21および管１、管２端面を溶融させ、ついで電流を遮断し冷却硬化させることにより、一対の管１、管２間を管接続体21を介して接続するものである。
【００３５】
次に、図９は本発明の更に他の例であり、この例はリング状の管接続体21によって、一対の管１,管２間をＴ字状に溶融接続させるものである。そのためにこの例では(Ａ)の如く管１の先端と管２の開口との間に管接続体21を介挿する。そして、(Ｂ)の如く圧接装置10の一対のシリンダ11によって管１、管２間を圧着する。その状態でリード線18を介し、電熱線４内に電流を供給し両者間を溶融接続するものである。
【００３６】
次に、図10は本発明の管接続体21の更に他の例であり、この例は管接続体21の本体３の両面がテーパ状に形成されたものである。即ち、皿状ワッシャの如く形成されている。そして、その外周側の面3bには管２の開先部15が接触し、内周側の面3aには管１のテーパ部16が接触する。そして接触状態でリード線18を介し、電熱線４に電流を供給し、管１、管２間を溶融接続するものである。
【００３７】
次に、図11は、管１、管２がＴ字状に接続されるものであり、この場合にも皿ワッシャ状の本体３を有する管接続体21によって両管１、管２間を溶融接続するものである。なお、本発明はガス管に限らず、水道管、下水管、その他の熱可塑性樹脂の管に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す管接続体21の説明図であり、(Ａ)はその接続方法を示す分解斜視図、(Ｂ)は管接続体21を管１端部に被嵌した状態を示し、(Ｃ)は接続のためのセット状態を示す。また、(Ｄ)は(Ｃ)のＤ部拡大図である。
【図２】管接続体21の本体３に埋設された電熱線４の埋設状態の一例を示す説明図。
【図３】本発明の管接続体21の第２の実施の携帯を示す縦断面図(Ａ)。図(Ｂ)同管接続体21の使用状態を示す要部縦断面拡大図。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示し、(Ａ)はその管接続体21の斜視図、  (Ｂ)はその先端部における縦断面図、(Ｃ)は同管接続体21の使用状態を示す説明図、(Ｄ)は同使用状態を示す縦断面拡大図。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す管接続体21の斜視図および使用状態を示す縦断面拡大図。
【００３９】
【図６】本発明の第５の実施の形態を示す管接続体21の斜視図。
【図７】本発明の第６の実施の形態を示す管接続体21であって(Ａ)はその縦断面図、(Ｂ)は(Ａ)のＢ‐Ｂ横断面図、(Ｃ)は管接続体21を管２に嵌入する途中段階を示す説明図、(Ｄ)は同嵌入状態を示す縦断面図。
【図８】本発明の第７の実施の形態を示し、(Ａ)はその縦断面図、(Ｂ)は(Ａ)のＢ‐Ｂ矢視図、(Ｃ)は同管接続体21により管１、管２間を圧接装置10を介して接続する説明図。
【図９】本発明の第８の実施の形態を示す管接続体21であって、(Ａ)はその使用状態の分解説明図、(Ｂ)は同使用状態の縦断面図、(Ｃ)は同平面図。
【図１０】本発明の第９の実施の形態を示す管接続体21の縦断面図。
【図１１】本発明の更に他の実施の形態を示す管接続体21の説明図。
【符号の説明】
【００４０】
１  管
1a  管
２  管
３  本体
3a  面
3b  面
【００４１】
４  電熱線
4a  Ｕ字連結部
５  外フランジ部
６  内フランジ部
7a  ストッパ
８  爪部
９  ストッパ
【００４２】
10  圧接装置
11  シリンダ
12  把持部
13  基部
14  支持部
15  開先部
【００４３】
16  テーパ部
17  ガイド溝
18  リード線
19  ヒンジ
20  締結具
21  管接続体
【図１】
2007040329.tif 000003
【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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【図１１】
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