JP7361507B2

JP7361507B2 - 電気融着プラグ

Info

Publication number: JP7361507B2
Application number: JP2019114211A
Authority: JP
Inventors: 晃士加藤; 正憲阪; 健吾松井
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-06-20
Also published as: JP2021001618A

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製の管の内部に形成される流路を閉塞する電気融着プラグに関する。

従来から、都市ガスなどの燃料ガスや上水を需要家に供給するための埋設管には、例えば、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂製の管が広く使用されている。熱可塑性樹脂製の管の接続には、管と同様に熱可塑性樹脂で成形され、その内面に電熱線が埋め込まれた電気融着継手が使用されている。電気融着継手は、管に外嵌された状態で電熱線に通電することによって内面と管の外面とを融着接合させるので、容易に管と接続することができる。

通常、流路の断面積を減少させないために、電気融着継手は管に外嵌されるタイプのものが一般的である。一方で、流路の断面積の減少を考慮する必要がない、例えば管の端部や途中で流路を閉塞させるような場合には、管の内径側に挿入されるものが求められる場合がある。

そこで、管の内径側に挿入される電気融着式の部材として、いくつかのものが提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２には、図６に示すような管の内径側に挿入される熱可塑性樹脂製円筒体の外周に発熱体が埋設された管路閉塞用キャップが開示されている。また、特許文献１には、管路閉塞用キャップが、管の端部に固定される中栓に螺合されている螺旋軸の先端に管路閉塞用キャップが被せられ、螺旋軸をねじ込むことで管内の所定の位置まで押し込まれることが開示されている。本明細書において、図６は特許文献１から転載して記載している。

特開平６－２０７６９８号公報特開２００１－８２６６５号公報

特許文献１に開示されている方法によれば、螺旋軸はねじ込みによって直線的に移動するので、直線的に移動できる管端から比較的近い位置であれば管路閉塞用キャップを管の内径側に押し込むことができる。しかし、管端から比較的遠い位置、例えば、管端から数メートル離れた位置を、この方法で閉塞する場合には、押し込み量に応じて長い螺旋軸が必要になる。螺旋軸は長さが長いと管端への装着や取扱いが難しくなるので、広い作業スペースが必要になるという課題がある。

また、特許文献１などに開示されている管端閉塞用キャップは、挿入される管の内径よりも外径が小さすぎると確実な融着接合ができなくなることから、挿入される管の内径と略同じ外径に形成される。そのため、挿入される管が大きく曲っているような場合には、所定の位置まで管路閉塞用キャップを押し込むことができないという課題がある。

本発明は、上記の諸課題に鑑みてなされたものであり、管の内径側に、管端から軸方向の所望の位置まで容易に挿入することができて、且つ、挿入された位置で確実に管と融着接合される電気融着プラグを提供すること目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電気融着プラグ１は、熱可塑性樹脂で形成されている円柱形状のプラグ本体部２と、プラグ本体部の外周部に配置されている発熱部３と、プラグ本体部の少なくとも一方の端部に設けられ、プラグ本体部を軸線方向に押圧しているプラグ本体部押圧手段４と、を有し、
プラグ本体部押圧手段４は、圧縮されることで圧縮方向と逆側の方向に向かって反発する弾性部材４１と、プラグ本体部に少なくとも一部が固定されており、弾性部材４１を圧縮した状態で保持している保持部材４２と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明の電気融着プラグにおいて、弾性部材４１は、圧縮される方向に貫通する空洞を有し、
保持部材４２は、
プラグ本体部の端部から軸線方向に延びるように設けられ、空洞に通されて弾性部材４１を保持している軸部４２１と、
軸部４２１における、プラグ本体部の側と逆側の端部に設けられ、弾性部材４１をプラグ本体部２に向かって圧縮している圧縮部４２２と、を有するものであってもよい。

また、本発明の電気融着プラグにおいて、軸部４２１は、プラグ本体部２と螺合されて設けられてもよい。

また、本発明の電気融着プラグにおいて、軸部４２１ａは、プラグ本体部２ａにインサート成形されて設けられてもよい

本発明に係る電気融着プラグは、プラグ本体部がプラグ本体部押圧手段によって軸線方向に押圧されていることで、融着時には外径が拡大する。それにより、本発明に係る電気融着プラグは、その外面と管の内面との間に隙間がある場合であっても、融着時にはその隙間を埋めて外面が管の内面に密着することができるので、融着性を損なうことなく外径を管の内径に対して細くすることができる。このように、本発明によれば、管の内径側に容易に挿入できて、且つ挿入された位置で管と確実に融着接合される電気融着プラグを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る電気融着プラグの正面図である。本発明の第１の実施の形態に係る電気融着プラグの断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る電気融着プラグが管Ｐに挿入されている状態を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る電気融着プラグが管Ｐに融着されている状態を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る電気融着プラグの断面図である。従来技術の管路閉塞用キャップを示す断面図である。

本発明の詳細について、図を参照しつつ説明する。なお、ここに記載する本発明の実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明はこれに限られない。本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電気融着プラグの正面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る電気融着プラグの断面図である。

図１に示すように、電気融着プラグ１は、プラグ本体部２と発熱部３と本体圧縮部４とを有している。

プラグ本体部２は、閉塞しようとする図示しない熱可塑性樹脂製の管Ｐと同じ熱可塑性樹脂で円柱形状に形成されている。プラグ本体部２の外径は、管Ｐの内径側に容易に挿入できるように、管Ｐの内径よりも細く形成されている。

発熱部３は、プラグ本体部２の外周部に配置されている。発熱部３は、プラグ本体部２の外周部に形成されている２条の螺旋溝２１に埋め込まれている電熱線３１である。電熱線３１は、プラグ本体部２の軸線方向の一方の側（図１におけるプラグ本体部２の右側）から他方の側（図１におけるプラグ本体部２の左側）に向かって螺旋溝２１に埋め込まれて巻回されている。更に、電熱線３１は、他方の側で折り返されて一方の側に向かって螺旋溝２１に埋め込まれて外周部に巻回されている。このように、電熱線３１は、その両端がプラグ本体部２の軸線方向の一方の側（図１におけるプラグ本体部２の右側）に来るように設けられている。電熱線３１の両端は、プラグ本体部２の一方の側に固定されている通電用のコネクタピン３２に接続されている。管Ｐに電気融着プラグ１を融着接合する際、電熱線３１は、コネクタピン３２に接続された図示しない融着用電源装置によって通電されることで発熱して、プラグ本体部２と管Ｐとを加熱溶融させる。

発熱部３は、プラグ本体部と管とを加熱溶融することができればよく、図１に示す形態に限られず、他の形態の発熱部であってもよい。例えば、発熱部は、螺旋溝が形成されていない円柱形状のプラグ本体部の外周部に巻回されている、外周が熱可塑性樹脂で被覆されている電熱線（所謂、樹脂被覆電熱線）であってもよい。

プラグ本体部押圧手段４は、弾性部材４１と、保持部材４２と、中間部材４３とを有し、プラグ本体部２の片側（図１におけるプラグ本体部２の左側）の端部に設けられ、プラグ本体部２を軸線方向に押圧している。

プラグ本体部押圧手段４の各部の詳細を順に説明する。
弾性部材４１は、例えば、コイルばねであり、圧縮される方向に貫通する空洞が形成されている、弾性を有する筒状の部材である。弾性部材４１は、圧縮されることで圧縮方向と逆側に向かって反発する。弾性部材４１は、コイルばねの他に、弾性を有する例えばゴムなどの材料で形成された筒状の部材であってもよい。

保持部材４２は、軸部４２１と圧縮部４２２とで構成されている。
軸部４２１は、プラグ本体部２の端部から軸線方向に延びるように設けられ、弾性部材４１の空洞に通されて弾性部材４１を保持している。軸部４２１は、プラグ本体部２の側の端部外周におねじ４２３が形成されている。軸部４２１は、プラグ本体部２に形成されている本体めねじ２２におねじ４２３がねじ込まれることで、プラグ本体部２に少なくとも一部が固定されている。

圧縮部４２２は、軸部４２１における、プラグ本体部２の側と逆側の端部に設けられている、軸部４２１よりも外径が大きくなるよう設けられている部分である。圧縮部４２２は、例えば、軸部４２１の端部に一体で形成されている鍔である。圧縮部４２２は、おねじ４２３を本体めねじ２２にねじ込むことで、弾性部材４１の端部を押して弾性部材４１をプラグ本体部２に向かって圧縮している。圧縮部４２２は、軸部と一体に形成された鍔の他に、ねじ込みなどの手段によって軸部４２１の端部に設けられてもよい。

中間部材４３は、弾性部材４１とプラグ本体部２の間に挟まれて設けられている、例えば平座金などのリング部材である。弾性部材４１とプラグ本体部２との間に中間部４３を介在させることで、圧縮に伴う弾性部材４１の反発力が、プラグ本体部２の端面ＥＦに均等に伝えられる。したがって、弾性部材４１とプラグ本体部２との間に中間部材４３を介在させることが好ましい。一方で、弾性部材４１をプラグ本体部２に直接接触させても必要かつ十分な程度にプラグ本体部２の端面ＥＦに均等に弾性部材４１の反発力を伝えることができる場合には、中間部材４３は省略することができる。

次いで、電気融着プラグ１を使用して管Ｐの内部を閉塞する際の、電気融着プラグの動きを図３及び図４を参照して説明する。図３は、管Ｐの内部に電気融着プラグ１が挿入された状態を示し、図４は、管Ｐと電気融着プラグ１が融着されている状態を示す断面図である。

図３に示すように、電気融着プラグ１は、管Ｐの内部に挿入される。電気融着プラグ１は、管Ｐの内部の所定の位置まで、管Ｐの管端（図示を省略）から軸線方向に沿って挿入される。電気融着プラグ１は、例えば、挿入用の棒状の部材などの何らかの挿入手段によって管Ｐに挿入される。

電気融着プラグ１は、プラグ本体部２の外径が管Ｐの内径よりも細く形成されており、図３に示すように、管Ｐに挿入されたときには、プラグ本体部２の外面ＯＳと電気融着継手１の内面ＩＳとの間に隙間が形成されるようになっている。よって、電気融着プラグ１は、管Ｐの内部に容易に挿入される。また、挿入抵抗が小さいので管端から比較的遠い位置にも容易に挿入される。また、電気融着プラグ１は、挿入しようとする管Ｐが曲っていても、その曲りの程度が、挿入の際にプラグ本体部２の外面ＯＳと電気融着継手１の内面ＩＳとの間の隙間がなくならない程度のものであれば、管Ｐの内部に容易に挿入される。

電気融着プラグ１は、管Ｐの内部の所定の位置まで挿入されたのち、コネクタピン３２に接続されている融着用電源装置（図示を省略）によって電熱線３１に通電することによって、図４に示すように管Ｐの内部と融着接合される。

電熱線３１に通電されると、プラグ本体部２は、電熱線３１が発熱することで加熱されて溶融する。加熱されて軟化したプラグ本体部２は、端面ＥＦがプラグ本体押圧手段４によって押圧されているので、弾性部材４１の反発力を受けて変形する。プラグ本体部２の軸心方向に沿った長さはＬ１からＬ２に短くなる。ここで、Ｌ１は変形前のプラグ本体部２の軸心方向の長さであり、Ｌ２は変形後のプラグ本体部２の軸心方向の長さである。プラグ本体部２の体積は大きく変わらないので、プラグ本体部２は、図４に示すように長さが短くなるに伴って外径が拡大する。プラグ本体部２は、管Ｐの内面ＩＳとの隙間を埋めるように外径が拡大して、外面ＯＳが管Ｐの内面ＩＳに密着する。電気融着プラグ１は、プラグ本体部２の外面ＯＳと管Ｐの内面ＩＳとが密着することで、電熱線３１の熱が両方にしっかりと伝わるので、管Ｐと確実に融着接合される。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る電気融着プラグの断面図である。

第２の実施の形態に係る電気融着プラグにおいて、第１の実施の形態に係る電気融着プラグと共通する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、電気融着プラグ１ａは、プラグ本体部２ａと発熱部３とプラグ本体押圧手段４ａとを有している。

プラグ本体部押圧手段４ａは、保持部材４２ａと弾性部材４１と中間部材４３とを有し、プラグ本体部２ａの片側（図５におけるプラグ本体部２ａの左側）の端部に設けられ、プラグ本体部２ａを軸線方向に押圧している。

保持部材４２ａは、軸部４２１ａと圧縮部４２２ａとで構成されている。
軸部４２１ａは、弾性部材４１の空洞に通されることが可能な外径の円柱であって、インサート成形によりプラグ本体部２ａに設けられている。軸部４２１ａのプラグ本体部２ａ側の端部には大径部４２３ａが形成されている。大径部４２３aは、インサート成形によりプラグ本体部２ａの内部に埋め込まれている。軸部４２１ａは、大径部がプラグ本体部２ａに引っかかっていることで、プラグ本体部２ａに対して軸線方向に固定されている。

また、軸部４２１ａは、プラグ本体部２ａの端部から軸線方向に延びるように設けられ、端部外周におねじ４２４ａが形成されている。軸部４２１ａは、空洞に通されて弾性部材４１を保持し、弾性部材４１は、おねじ４２４ａにナットなどの圧縮部４２２ａをねじ込むことによって圧縮されている。

（その他の実施の形態）
図１又は図５の電気融着プラグでは、弾性部材４１はプラグ本体部に向かって圧縮されて装着されることで、圧縮と逆方向の力によってプラグ本体部を軸線方向に押圧しているが、本発明において弾性部材の形態はこれに限られない。弾性部材は、引き伸ばした状態でプラグ本体部に装着され、縮もうとする力を使ってプラグ本体部を軸線方向に押圧するものであってもよい。また、弾性部材は、プラグ本体部を軸線方向に押圧可能に設けることができるものであれば、筒状に限られず中実であってもよい。

１、１ａ：電気融着プラグ
２、２ａ：プラグ本体部
２１：螺旋溝
２２：本体めねじ
ＯＳ：外面
ＥＦ：端面
３：発熱部
３１：電熱線
３２：コネクタピン
４、４ａ：プラグ本体部押圧手段
４１：弾性部材
４２、４２ａ：保持部材
４２１、４２１ａ：軸部
４２２、４２２ａ：圧縮部
４２３：おねじ
４２３ａ：大径部
４２４ａ：おねじ
４３：中間部材
Ｐ：管
ＩＳ：内面

Claims

熱可塑性樹脂で形成されている円柱形状のプラグ本体部と、
前記プラグ本体部の外周部に配置されている発熱部と、
前記プラグ本体部を軸線方向に押圧しているプラグ本体部押圧手段と、を有し、
前記プラグ本体部押圧手段は、
圧縮されることで圧縮方向と逆側の方向に向かって反発する弾性部材と、
前記プラグ本体部に少なくとも一部が固定されており、前記弾性部材を圧縮した状態で保持している保持部材と、を有する、
電気融着プラグ。
前記弾性部材は、圧縮される方向に貫通する空洞が形成された筒状であり、
前記保持部材は、
前記プラグ本体部に少なくとも一部が固定され、前記プラグ本体部の端部から軸線方向に延びるように設けられ、前記空洞に通されて前記弾性部材を保持している軸部と、
前記軸部における、前記プラグ本体部の側と逆側の端部に設けられ、前記弾性部材を前記プラグ本体部に向かって圧縮している圧縮部と、を有する、
請求項１に記載の電気融着プラグ。
前記軸部は、前記プラグ本体部と螺合されて設けられている、
請求項２に記載の電気融着プラグ。
前記軸部は、前記プラグ本体部にインサート成形されて設けられている、
請求項２に記載の電気融着プラグ。