JPH0755437Y2 - エルボ又はティーズ型の管継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、形状記憶合金を利用して接続固定を行なうよ
うにしたエルボ又はティーズ型の管継手に関する。

「従来の技術」 例えば、病院等においては、酸素、窒素、笑気ガスなど
の各種のガスを使用するため、それぞれのガス配管がな
されている。この配管は、現場において管を適当な長さ
に切ったり、接続したりして施工されている。このよう
な配管においては、Ｌ字形に折曲されたエルボと呼ばれ
る継手や、Ｔ字形に折曲されたティーズと呼ばれる継手
を用いて接続を行なう必要がある。エルボ、ティーズと
しては、一般に鋳込み成形された肉厚の金属管が用いら
れている。

また、第６図に示すように、例えばエルボ１の端部に直
線状の管２を接続する場合、接続すべき管２の端部をエ
ルボ１の端部内周に挿入し、両者の接合部分を金属ろう
３でろう付けしていた。

一方、近年、形状記憶合金を利用して加熱するだけで接
続を可能とした継手が種々提案されている。

例えば、特開昭60-172715号には、接続する管の一方が
他方の管の内側又は外側にスキマばめされ、その間隙に
熱硬化性樹脂が塗布されており、その外側に形状記憶合
金の継手を装着し、形状記憶合金の継手を縮径させるこ
とによって接続する管の接続方法が開示されている。

また、特開昭62-15677号には、接続する管の端部をそれ
ぞれ拡管し、拡管された部分の内周にインナーパイプを
挿入して接続し、この接続部外周にライナを介して形状
記憶合金の継手を装着し、形状記憶合金の継手を縮径さ
せることによって接続する管の接続装置が開示されてい
る。

更に、特開平2-51690号には、接続する管を突き合わせ
て、その外周にライナを介して形状記憶合金の継手を装
着し、ライナの内周面にハンダを塗布しておいて、形状
記憶合金の継手を加熱して縮径させるときに、ライナ内
周のハンダを溶融させるようにしたパイプ継手が開示さ
れている。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、従来のエルボ又はティーズを用いてろう
付けにより接続を行なうと、ろう付け時に600〜800℃の
高温に加熱されるため、接続部分が酸化されて管の内周
に金属酸化物が発生する。病院のガス配管などにおいて
は、上記金属酸化物が使用中に剥れ落ちて人体に入る危
険性がある。また、上記ガス配管は、ガスの種類によっ
て色分けされているが、ろう付け時に塗料が燃焼して、
塗装が変色したり、ガスや煙が発生し、環境を汚染する
などの問題もあった。

そこで、上記エルボ又はティーズ型の継手を形状記憶合
金で作って、形状記憶合金の変態点以上の温度に加熱し
て縮径させることにより接続を行なうことも考えられる
が、エルボやティーズのような継手の形状は、形状記憶
合金で作るのが困難であり、仮にそのような形状に作れ
たとしても、縮径形状に記憶処理することが困難であ
り、コストも著しく高いものとなる。

したがって、本考案の目的は、形状記憶合金の形状復帰
力を利用して、簡単な作業で接続できるようにしたエル
ボ又はティーズ型の管継手を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本考案のエルボ又はティーズ
型の管継手は、形状記憶樹脂又は熱収縮性樹脂からなる
エルボ又はティーズ型をなす管と、この管の端部内周に
挿入されて固定された形状記憶合金からなるリングと、
前記管の端部外周に装着された、前記管の端部を縮径さ
せるように弾性力を付与するばね部材とを備え、前記エ
ルボ又はティーズ型の管及び前記形状記憶合金のリング
が、加熱されると縮径するようにされていることを特徴
とする。

本考案の好ましい態様においては、前記形状記憶合金の
リング外周に凹凸が形成され、この凹凸が前記エルボ又
はティーズ型の管の端部内周に食い込んで、両者が固定
されていることが好ましい。

また、別の態様として、前記エルボ又はティーズ型の管
の内周と、前記形状記憶合金のリング外周との間に接着
剤が介在され、この接着剤によって両者が固定されてい
ることが好ましい。

更に、前記形状記憶合金のリングは、前記エルボ又はテ
ィーズ型の管の端部内周に挿入された接続部分と、前記
管より突出した締付け部分とを有していることが好まし
い。

「作用」 本考案では、エルボ又はティーズ型の管の端部に挿入さ
れた形状記憶合金のリングに、接続されるべき管の端部
を挿入し、その状態で形状記憶合金の変態点以上の温度
に加熱処理すると、形状記憶合金のリングが縮径し、接
続されるべき管の外周を締付けて固定することができ
る。この場合、形状記憶樹脂又は熱収縮性樹脂からなる
エルボ又はティーズ型の管の端部も加熱によって縮径
し、更に管の端部外周に設けられたばね部材が管を弾性
的に締付けるので、形状記憶合金のリングが縮径しても
両者の密着状態が維持される。

このように、接続されるべき管の端部を挿入して加熱処
理するという簡単な作業で接続できるので、例えば病院
のガス配管作業などを容易に行なうことができる。ま
た、形状記憶合金の変態点は、配管作業の取り扱い時に
縮径してしまわない程度の温度であればよいので、管の
接続に際してそれほど高温に加熱する必要がなく、作業
を安全に行なうことができ、管の金属が酸化することも
殆どない。

本考案の好ましい態様において、形状記憶合金のリング
外周に凹凸を設けてエルボ又はティーズ型の管の内周に
食い込ませて固定した場合、あるいはエルボ又はティー
ズ型の管の内周と形状記憶合金のリングの外周とを接着
剤で固定した場合には、両者をより気密的にかつ抜けた
りしないようにしっかりと固定することができる。

更に、形状記憶合金のリングをエルボ又はティーズ型の
管の端部より突出させて締付け部分とした場合には、締
付け部分を加熱しやすくなり、形状記憶合金のリングの
形状復帰を確実に行なわせることができる。

「実施例」 第１図及び第２図には、本考案の管継手の一実施例が示
されている。

この管継手11は、形状記憶樹脂からなるエルボ型に成形
された管12の両端部内周に、形状記憶合金からなるリン
グ13が挿入、固定され、更に、管12の両端部外周に断面
Ｃ字形のばね部材14が装着されてできている。なお、図
中15は接続されるべき管を示している。

ここで形状記憶樹脂とは、高分子材料特有のガラス転移
点の上下の温度での特性変化を積極的に利用した樹脂で
ある。ガラス転移点以下の温度（ガラス領域）では高い
剛性を有しているが、ガラス転移点以上の温度（ゴム領
域）では剛性が低下してゴム状となる。ゴム領域で所望
の形状に変形させ、そのままガラス領域まで冷却する
と、変形された形状を維持して固まる。これを加熱して
再びゴム領域にすると、成形時に記憶されたもとの形状
に戻る性質を有している。

形状記憶樹脂としては、例えばポリノルボルネン（日本
ゼオン（株）製）、スチレン・ブタジエン共重合体（旭
化成工業（株）製）、ポリウレタン（三菱重工業（株）
製）など各種の樹脂が知られており、本考案ではこれら
のいずれを用いてもよい。この実施例では、管12の材質
として、ポリノルボルネン（日本ゼオン（株）製）が用
いられている。

一方、形状記憶合金のリング13は、例えばTiNi合金など
の公知の形状記憶合金で形成することができ、少なくと
も接続されるべき管15の外径よりも小さい内径となるよ
うに縮径された形状に記憶処理された後、常温で拡径さ
れてエルボ型の管12の端部に挿入される。形状記憶合金
の変態点は、取り扱い時に縮径してしまわないような温
度、好ましくは100〜150℃に設定されればよい。

前記形状記憶樹脂からなる管12は、上記形状記憶合金の
リング13が縮径したときの外径よりも小さい内径となる
ように形状記憶される。また、形状記憶樹脂のガラス転
移点は、配管の使用温度範囲において十分な剛性が保た
れるように設定されることが好ましく、上記形状記憶合
金の変態点と同様に100〜150℃に設定されることが好ま
しい。

この実施例においては、形状記憶合金のリング13の外周
に環状の凹凸13aが形成されており、この凹凸13aがエル
ボ型の管12の内周に食い込んで固定されている。このた
め、形状記憶合金のリング13が、エルボ型の管12に対し
てしっかりと抜け止めされ、気密性も良好に維持されて
いる。なお、凹凸13aとしては、例えば環状の凹凸、螺
旋状の凹凸、網目状の凹凸など、各種の形状が採用でき
る。更に、形状記憶合金のリング13の凹凸に対応して、
エルボ型の管12の内周にも凹凸が形成されていてもよ
い。

ばね部材14は、エルボ形の管12の外周を弾性的に押圧す
るものであり、この実施例では、断面Ｃ字形に曲げられ
た金属のばね板が用いられているが、これをコイル状を
なすばね線などで構成することもできる。

この管継手11の使用に際しては、接続されるべき管15の
端部を、形状記憶合金のリング13の内周に挿入する。こ
のとき、リング13は、管15の外径よりも大きな内径とさ
れており、挿入は容易になされるようになっている。こ
の状態で形状記憶合金のリング13の露出部分及びエルボ
型の管12の端部外周を加熱し、形状記憶合金のリング13
を縮径させ、接続されるべき管15の外周を締め付けて固
定させる。このとき、エルボ型の管12の端部も、形状記
憶樹脂の形状復帰力と、ばね部材14による弾性的な締め
付け力とによって縮径し、形状記憶合金のリング13の外
周に密着する。

第３図には、本考案の管継手の他の実施例が示されてい
る。

この管継手21は、エルボ型の管12の端部内周に形状記憶
合金のリング13が挿入され、接着剤層22を介して形状記
憶合金のリング13がエルボ型の管12内周に固定されてい
る他は、前記実施例と同じ構造をなすものである。な
お、形状記憶合金のリング13と、接続されるべき管15と
の間にも接着剤層を介在させて、形状記憶合金が縮径さ
れたとき、接着剤層によって気密性を高めて固定するよ
うにしてもよい。

第４図には、本考案の管継手の更に他の実施例が示され
ている。

この管継手31では、形状記憶合金のリング13に、接続部
分13bと、締め付け部分13cとが設けられている。接続部
分13bの外周には、第１、２図に示した実施例と同様に
凹凸13aが形成され、この部分がエルボ型の管12の端部
内周に挿入されて固定されている。そして、締め付け部
分13cは、肉厚が厚くなって、エルボ型の管12の外側に
延出されている。なお、前記実施例と同様に、エルボ型
の管12の端部外周には、ばね部材14が装着されている。

この管継手31においては、形状記憶合金のリング13の締
め付け部分13cが外部に露出しているので、接続される
べき管15を挿入して加熱するときにリング13への伝熱が
良好になされ、形状記憶合金のリング13を確実に縮径さ
せることができる。また、この実施例では、締め付け部
分13cが肉厚となっているので、より強力な締め付け力
が得られる。

第５図には、本考案の管継手の更に他の実施例が示され
ている。

この管継手41は、形状記憶樹脂からなるティーズ型をな
す管42の端部内周に、形状記憶合金からなるリング13を
それぞれ挿入し、固定すると共に、ばね部材14を管42の
端部外周に装着したものである。この管継手41は、３つ
の端部にそれぞれ挿入された形状記憶合金のリング13内
に、接続されるべき管を挿入し、形状記憶合金のリング
13を加熱して縮径させることにより、管の接続を行なう
ことができる。このとき、形状記憶樹脂からなる管42の
端部も縮径し、ばね部材14がこれを助けるので、管42が
リング13の外周に密着する。

なお、上記各実施例では、エルボ型の管12又はティーズ
型の管42の材質として形状記憶樹脂を採用したが、その
代りに公知の熱収縮性樹脂を採用することもできる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案によれば、形状記憶樹脂又
は熱収縮性樹脂からなるエルボ又はティーズ型をなす管
の端部内周に、形状記憶合金のリングを挿入して固定す
ると共に、ばね部材を管の端部外周に装着し、上記管及
びリングを加熱したとき両者が共に縮径するようにした
ので、接続されるべき管の端部を形状記憶合金のリング
に挿入し、加熱して縮径させるだけで接続を行なうこと
ができる。この場合、形状記憶合金のリングが縮径して
接続されるべき管の外周を締め付けると共に、エルボ又
はティーズ型の管も縮径して形状記憶合金のリング外周
に圧接されるので、十分な固定力と気密性を得ることが
できる。また、エルボ又はティーズ型の管や形状記憶合
金のリングを縮径させるのに必要な加熱温度は、それほ
ど高くする必要がないので、金属酸化物が形成されるこ
とはなく、例えば病院のガス管等にも安心して使用する
ことができる。また、管が塗装されていても、塗料が燃
焼したり塗装が変色したりすることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による管継手の一実施例を示す斜視図、
第２図は同管継手の部分断面図、第３図は本考案による
管継手の他の実施例を示す部分断面図、第４図は本考案
による管継手の更に他の実施例を示す部分断面図、第５
図は本考案による管継手の更に他の実施例を示す部分断
面図、第６図は従来の管継手の一例を示す部分断面図で
ある。 図中、11、21、31、41は管継手、12はエルボ型の管、13
は形状記憶合金のリング、13aは凹凸、13bは接続部、13
cは締め付け部、14はばね部材、15は接続されるべき
管、22は接着剤管、42はティーズ型の管である。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エルボ又はティーズ型の管継手において、
   形状記憶樹脂又は熱収縮性樹脂からなるエルボ又はティ
   ーズ型をなす管と、この管の端部内周に挿入されて固定
   された形状記憶合金からなるリングと、前記管の端部外
   周に装着された、前記管の端部を縮径させるように弾性
   力を付与するばね部材とを備え、前記エルボ又はティー
   ズ型の管及び前記形状記憶合金のリングが、加熱される
   と縮径するようにされていることを特徴とするエルボ又
   はティーズ型の管継手。
2. 【請求項２】前記形状記憶合金のリング外周に凹凸が形
   成され、この凹凸が前記エルボ又はティーズ型の管の端
   部内周に食い込んで、両者が固定されている請求項１記
   載のエルボ又はティーズ型の管継手。
3. 【請求項３】前記エルボ又はティーズ型の管の内周と、
   前記形状記憶合金のリング外周との間に接着剤が介在さ
   れ、この接着剤によって両者が固定されている請求項１
   記載のエルボ又はティーズ型の管継手。
4. 【請求項４】前記形状記憶合金のリングは、前記エルボ
   又はティーズ型の管の端部内周に挿入された接続部分
   と、前記管より突出した締付け部分とを有している請求
   項１〜３のいずれか１つに記載のエルボ又はティーズ型
   の管継手。