JPH0439028A - 樹脂管の圧接接合方法とその装置 - Google Patents

樹脂管の圧接接合方法とその装置

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JPH0439028A
JPH0439028A JP2146689A JP14668990A JPH0439028A JP H0439028 A JPH0439028 A JP H0439028A JP 2146689 A JP2146689 A JP 2146689A JP 14668990 A JP14668990 A JP 14668990A JP H0439028 A JPH0439028 A JP H0439028A
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joint
pipes
resin pipes
resin
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Shigefumi Nagano
永野　茂文
Takeshi Yoshikawa
猛 吉川
Hideo Hirabayashi
秀雄 平林
Seiichi Nagayama
永山　清市
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Original Assignee
Nippon Kokan Pipe Fitting Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、熱可塑性樹脂管、特にポリエチレン管やボ
リブデン管同志を同種の継手を介して融着接合する樹脂
管の圧接接合方法及びその接合装置に関するものである
。
（従来の技術） 熱可塑性樹脂管の接合方法に関して、従来では、継手の
内周面及び樹脂管の外周面をそれぞれ樹脂の融点近くま
で昇温したのち、両者を内外に圧入嵌合する、いわゆる
ヒートフユージゴソ方法と、継手内に埋設した発熱線に
電気を流すことで発熱させて、継手の内周面側および継
手に内嵌させた樹脂管の外周面側をそれぞれ溶融させて
接合する、いわゆるエレクトロフユージゴン方法とが良
く知られている。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来方法のうち、ヒートフユージ冨ン方法の場合は
、継手の内周面および樹脂管の外周面を融点近くまで昇
温させる際に外気温の影響を受けるため、所定温度に上
昇させるまでに時間がかかって能率が悪い、しかも、昇
温後、相当に加熱されている継手および樹脂管の少なく
とも１方を持って、直ちに圧入嵌合しなければならない
ため、接合作業に熟練を要する。また、このヒートフュ
ージョン方法の接合を自動化するとなると、装置が大掛
かりで非常に高価なものになる欠点を有していた。
また、エレクトロフュージョン方法の場合は、継手およ
び樹脂管の同時溶融が可能である点において上記のヒー
トフュージョン方法に比べて優れているものの、発熱溶
融にともない、継手内に埋設した発熱線が動いて短絡し
、そのために部分的に非溶融個所が発生して所期の接合
が不確実になる可能性があった。しかも、樹脂管や継手
がわずかでも偏平に歪んでいて、両者の周面間に隙間が
できると、融着が不完全となり、所定強度の接合が行な
い難い、さらに、このエレクトロフュージョン方法の場
合は、加熱時間の制御管理が難しく、現場ごとに加熱時
間を修正する必要があり。
接合作業が面倒になる欠点があった。
この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、樹脂管お
よび継手の接合部位を非常にスピーデイに、かつ、全域
に亘り均一に溶融させて、所定の接合を確実容易に行な
うことができる樹脂管の圧接接合方法と、そのような圧
接接合を効果的に実現することができる樹脂管の圧接接
合装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明に係る樹脂管の圧
接接合方法は、二つの熱可塑性樹脂管の間に、これら樹
脂管と同種の管状継手を同心状に介在させ、この管状継
手の軸線方向の両端面に上記二つの樹脂管の端面を圧接
させた状態で、上記管状継手をその軸心周りに回転させ
ることにより摩擦熱を発生させて樹脂管と管状継手とを
融着させるものである。
また、請求項２に記載された発明に係る樹脂管の圧接接
合装置は、二つの熱可塑性樹脂管をそれらの端面同志が
対向する状態で、かつ互いに同心状態に固定保持可使な
一対の管固定具と、上記樹脂管と同種の管状継手をその
軸心周りに回転可能に保持して、該管状継手を上記二つ
の樹脂管の対向端面間に同心状に介在させる継手保持具
と、上記管状継手をその軸心周りに駆動回転させる駆動
機構と、上記二つの樹脂管と管状継手とをそれらの端面
同志が圧接されるように相互に軸心方向に引寄せる引寄
せ機構とを具備したものである。
（作用） この発明に係る樹脂管の圧接接合方法によれば、二つの
樹脂管の間に同心状に介在させた管状継手をその軸心周
りに回転させることにより、この管状継手の軸線方向の
両端面とこれら両端面にそれぞれ圧接されている二つの
樹脂管の端面との接触面の全周にわたり、万遍なく均一
に摩擦熱を発生させて１両端面部が急速に溶融されると
ともに、上記の圧接力を受けて融着一体止される。これ
により、外気温の影響を受けることなく、また、加熱後
に何れか一方を移動させる必要がなく、単にる圧接状態
で継手を回転させれば良いから、所定の継手接合作業を
未熟練者であっても容易、迅速に行なえるとともに、全
周での融着により、確実、かつ高強度な接合が得られる
。
また、請求項２に記載された発明に係る樹脂管の圧接接
合装置によれば、一対の管固定具と継手保持具とにそれ
ぞれ二つの樹脂管および管状継手を保持させて、上述し
たような接合作業を行なうことにより、樹脂管と管状継
手との同心保持が確実であるとともに、圧接力を端面の
全周に均等にかけることが可能となり、確実、高強度な
接合を安定良く実行することができる。
（実施例） 以下、この発明の接合方法の実施例を図面にもとづいて
説明する。
第１図は、直管状の二つのポリエチレン管１．２を、こ
れらと同種、つまり、ポリエチレン製の管状継手３を介
して同心状に圧接接合する方法を示し、上記ポリエチレ
ン管１．２の端面はそれぞれ、はぼ４５度の外向きの傾
斜面１ａ、２ａに形成されている一方、上記管状継手３
はその内径ＤＩが上記両ポリエチレン管１．２の内径ｄ
ｉと等しく、外径Ｄ２が上記両ポリエチレン管ｌ、２の
外径ｄ２よりもやや大きく設定されているとともに、そ
の軸線方向の両端面がそれぞれ、はぼ４５度の内向き傾
斜面３ａ、３ａに形成されている。
上記のような二つのポリエチレン管ｌ、２の間に上記管
状継手３を、傾斜端面１ａ、２ａと３ａ、３ａとがそれ
ぞれ面接触するように同心状に介在させるとともに、上
記二つのポリエチレン１．２に第１図の矢印ｆ１．ｆ２
で示す軸力を加えて、上記の面接触する傾斜端面１ａ、
３ａおよび２ａ、３ａどうしを圧接する。
この状態で、上記管状継手３をその軸心Ｓの周りに矢印
Ｒ方向に高速回転させることにより、上記の接触傾斜端
面１　ａ　、　３ａおよび２ａ　、３ａの全周にわたり
摩擦熱を発生させ、この摩擦熱により、傾斜端面１ａ、
３ａおよび２ａ、３ａを含むポリエチレン管１．２およ
び管状継手３の軸線方向端部分が急速に加熱溶融され、
上記の圧接力によって融着一体止される。その後、継手
３の回転を停止して、融着個所を自然冷却することによ
り、所定の管接合を完了する。
なお、融着の良否は、接合後に継手３の軸線方向の両端
部の周面に溶けかすにより形成されるビードが線状に連
なっているか否かを肉眼にて確認することで十分に判断
可能である。
第２図は、二つのポリエチレン管ｌ、２をエルボ、チー
ズ等の曲り管４を介して直角状態に接合する方法を示し
、曲り管４の外向き傾斜面４ａ。
４ａと各ポリエチレン管１．２の内向き傾斜面１ａ、２
ａとの間にそれぞれ管状継手３，３を介在させ、上記第
１図の場合と同様に、管状継手３．３の高速回転にとも
ない、面接触する傾斜端面１ａ、３ａおよび４ａ、３ａ
並びに２ａ、３ＪＬおよび３ａ、４ａの全周に摩擦熱を
発生させて、ポリエチレン管ｌと曲り管４およびポリエ
チレン管２と曲り管４との接合を行なう。
なお、上記ポリエチレン管１．２と継手３との接触端面
１ａ、２ａ、３ａの形状および曲り管４と継手３との接
触端面４ａ、３ａの形状としては、上記第１図や第２図
に示す形状以外にも、第３図（Ａ）乃至（Ｇ）で示すよ
うな種々なものが考えられる。このうち、特に、第１図
、第２図、第３図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｄ）で示
すように、軸心Ｓに対して傾斜する形状の接触面を採用
すれば、継手３の回転にともなって、ポリエチレン管ｌ
、２や曲り管４および継手３のいずれか１方または両方
が扁平に変形していても、それらを真円に矯正する作用
も発揮させて、部分的な加熱による接合不良の発生を防
止できるという利点があり、また、第３図（Ｅ）　、　
（Ｆ）　、　（Ｇ）のように、継手３側にポリエチレン
管１．２や曲り管４の端部分の外周面にも接触する筒状
部分３Ａを形成して、接触面積の拡大を図る構成を採用
すれば、その面積分だけ加熱溶融時間の短縮化と接合強
度の増大化を達成できるという利点がある。
次に、上記のごとき樹脂管の圧接接合方法な具現化する
ための接合装置について、第４図および第５図に基づい
て説明する。
第４図および第５図において、５および６は一対の管固
定具であり、これら管固定具５，６は。
第６図で明示するように、支軸７の周りに相対揺動可能
に枢着した半割円弧状の一対の締付片８Ａ、８Ｂの道端
部８ａ、８Ｂ間に締付用ボルト・ナツト９を取り付けて
なる同一構造のもので、接合すべきポリエチレン管ｌお
よび２にそれぞれ一対の締付片８Ａ、８Ｂを外嵌させた
上、それら締付片８Ａ、８Ｂの遊端部８ａ、８ｂどうし
を近づけるようにポルト・ナツト９を介して締付けるこ
とにより、上記二つのポリエチレン管ｌおよび２をそれ
らの傾斜端面１ａおよび２ａが所定の間隔を隔てて対向
する状態で、かつ、互いに同心状態に固定保持する。
ｌＯは継手保持具であり、この継手保持具ｌＯは、第５
図のように、揺動開閉式のカバー１１を有するケース１
２内に円周方向に間隔を隔てて２つの小径支持ローラ１
３．１３と１つの大径支持ローラ兼用ギヤ１４とをそれ
ぞれ回転自在に支承してなり、これら支持ローラ１３．
１３とギヤ１４との三点接触により管状継手３．３をそ
の軸心の周りに回転可能に保持して、この管状継手３を
上記一対の管固定具５および６で固定保持された二つの
ポリエチレン管ｌおよび２の対向する傾斜端面１ａ、２
ａ間に同心状に介在させれるように構成されている。
１５はモータで、上記ケース１２の外側面に装着され、
その回転軸１５ａに上記ギヤ１４が固定され、これによ
り回転駆動機構が構成されている。一方、上記管状継手
３の外周面には上記ギヤ１４に噛合するギヤ状歯部３Ａ
が形成されており、モータ１５の作動により、ギヤ１４
およびギヤ状歯部３Ａを介して管状継手３がその軸心の
周りに駆動回転されるように構成されている。
１６および１７は上記ケース１２の両側面と上記一対の
管固定具５および６との間にわたって架設されて、上記
二つのポリエチレン管ｌ、２と管状継手３とをそれらの
傾斜端面１ａ、３ａおよび２ａ、３ａどうしが圧接され
るように相互に軸心方向に引寄せる油圧式引寄せ機構で
あり、これら油圧式引寄せ機構１６および１７は円周方
向にほぼ１２０度の中心角の間隔を隔てて３個づつ配置
されている。そして、上記各油圧式引寄せ機構１６およ
び１７は、第７図で示すように、油圧シリンダ１８と、
この油圧シリンダ１８のピストン１８Ａおよびシリンダ
ライチ１８Ｂとに一端が連結され、かつ、他端が管固定
具５．６およびケース１２に連結されたロッド１９Ａ、
１９Ｂとからなる。
上記構成の樹脂管の圧接接合装置によれば、上記一対の
管固定具５および６にそれぞれポリエチレン管１および
２を固定保持させるとともに、継手保持具１０に管状継
手３を回転可能に保持させることにより、二つのポリエ
チレン管１．２間に管状継手３をそれらの傾斜端面１ａ
、３ａおよび２ａ、３ａどうしが軽く面接触するように
同心状にセットする。
このようなセット後に、まず、油圧式引寄せ機構１６お
よび１７における油圧シリンダ１８を収縮作動させてロ
ッド１９Ａ、１９Ｂを介してポリエチレン管ｌと継手３
およびポリエチレン管２と継手３とを相互に軸心方向に
引寄せることにより、上記の面接触する傾斜端面１ａ、
３ａおよび２ａ、３ａどうしを圧接させる。
次に、上記の圧接状態を保持したまま、モータ１５を作
動させ、ギヤ１４およびギヤ状歯部３Ａを介して管状継
手３をその軸心Ｓの周りに高速回転させることにより、
上記傾斜端面１ａ、３ａおよび２ａ、３ａの全周にわた
り摩擦熱を発生させる。この摩擦熱により、ポリエチレ
ン管１．２の端部分および管状継手３の軸線方向の両端
部分が第８図のグラフの曲線Ｘで示すように急速に加熱
昇温される。
そして、ポリエチレン管１．２および管状継手３の融点
（１０５〜１３０℃）Ｐに達した時点で、モータ１５の
作動を停止し、続いて、上記油圧式引寄せ機構１６およ
び１７における油圧シリンダ１８を一段と収縮させるこ
とにより、上記ポリエチレン管１と継手３およびポリエ
チレン管２と継手３とを融着一体止する。
尚、上記実施例では、接合すべき管としてポリエチレン
管を使用する場合について説明したが、ボリブデン、ポ
リプロピレンやポリアセタールなとの熱可塑性樹脂管に
適用することも十分に可能である。
また、第４図および第５図に示す接合装置では、ギヤ１
４に噛合する歯部３Ａを管状継手３の外周面に形成して
、継手３の高速回転をスリップなく確実に行なえるよう
にしたが、管状継手３の外周面にはなんの加工も施さず
、モータ１５に連動する摩擦回転体を介して管状継手３
を高速回転させるように構成しても良い。
（発明の効果） 以上のように、この発明に係る樹脂管の圧接接合方法に
よれば、二つの熱可塑性樹脂管の間に同心状に介在させ
た管状継手をその軸心周りに回転させることで、互いに
接触する端面の全周にわたり均一な摩擦熱を発生させて
、そのまま圧接力を加えることで融着させることができ
るから、別々に加熱昇温したのちに互いに圧入嵌合する
従来のヒートフュージョン方法にくらべて、外気温度の
影響を受けることなく、急速に溶融させて接合能率を向
上できるとともに１作業に熟練を要さず、未熟練者であ
っても容易に接合を行なうことができる。しかも、接触
面の全周を万遍なく、均一に溶融できるから、所期の接
合を確実で、かつ高強度なものにできる。
また、請求項２に記載の発明に係る接合装置によれば、
樹脂管と継手との同心保持が確実であるとともに、圧接
力を端面の全周に均等に加えることができるから、上述
した確実、高強度な接合を安定良く実行し、接合ミス、
接合不良の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の接合方法の一実施例を示す縦断側面
図、第２図は接合方法の他の実施例を示す縦断側面図、
第３図（Ａ）乃至（Ｇ）は接触端面の形状例を示す要部
の縦断側面図、第４図はこの発明の接合装置を示す一部
破断の側面図、第５図は８４図Ｖ−Ｖ線に沿った断面図
、第６図は第４図■−■線に沿った断面図、第７図は要
部の拡大概略断面図、第８図は樹脂管の加熱上昇特性を
示すグラフである。 １．２・・・ポリエチレン管（熱可塑性樹脂管）、ｌａ
、２ａ・・・端面、３・・・管状継手、３ａ・・・端面
、５．６・・・管固定具、ｌＯ・・・継手保持具、１４
・・・ギヤ、１５・・・モータ、１６．１７・・・油圧
式引寄せ機構。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）二つの熱可塑性樹脂管の間に、これら樹脂管と同
    種の管状継手を同心状に介在させ、この管状継手の軸線
    方向の両端面に上記二つの樹脂管の端面を圧接させた状
    態で、上記管状継手をその軸心周りに回転させることに
    より摩擦熱を発生させて樹脂管と管状継手とを融着させ
    ることを特徴とする樹脂管の圧接接合方法。
  2. （２）二つの熱可塑性樹脂管をそれらの端面同志が対向
    する状態で、かつ互いに同心状態に固定保持可能な一対
    の管固定具と、上記樹脂管と同種の管状継手をその軸心
    周りに回転可能に保持して、該管状継手を上記二つの樹
    脂管の対向端面間に同心状に介在させる継手保持具と、
    上記管状継手をその軸心周りに駆動回転させる駆動機構
    と、上記二つの樹脂管と管状継手とをそれらの端面同志
    が圧接されるように相互に軸心方向に引寄せる引寄せ機
    構とを具備したことを特徴とする樹脂管の圧接接合装置
    。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015209914A (ja) * 2014-04-25 2015-11-24 本田技研工業株式会社 配管材の接合方法
DE102011012198B4 (de) * 2010-03-01 2015-12-31 Hubert Mauz Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffrohren gleichen Durchmessers
JP2019052696A (ja) * 2017-09-14 2019-04-04 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 部材固定機構及び部材固定方法

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