JPH09290461A - チューブ部材の接続方法及びチューブ部材の接合体 - Google Patents

チューブ部材の接続方法及びチューブ部材の接合体

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JPH09290461A
JPH09290461A JP8130687A JP13068796A JPH09290461A JP H09290461 A JPH09290461 A JP H09290461A JP 8130687 A JP8130687 A JP 8130687A JP 13068796 A JP13068796 A JP 13068796A JP H09290461 A JPH09290461 A JP H09290461A
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conductor
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宏臣 筏
Tsugio Goto
次男 後藤
Noboru Maruyama
暢 丸山
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Kawasumi Laboratories Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】チューブ部材の接合面を均一に溶融接合させる
こと。 【解決手段】熱可塑性大径チューブ部材の内側と熱可塑
性小径チューブ部材の外側の間に電気的に終端した環状
の導電体を介在させて、大径チューブ部材の内側に小径
チューブ部材の先端を挿入することにより接合し、大径
チューブ部材の外側より高周波誘導加熱法により前記導
電体の円周方向に均一にジュール熱を発生させて、前記
接合部のチューブ部材の構成材料を溶融させて溶着する
熱可塑性チューブ部材の接続方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性合成樹脂よ
りなるチューブ部材（チューブ）の接続方法に関し、特
に医療機器にて血液とか体液を体外循環する時に使用す
る血液回路、その他の医療用具を構成する接続部材の接
続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】溶剤を
用いて樹脂成形部材の接合部を溶融させ、加圧して接続
する方法が広く実施されている。この溶剤法では溶剤量
の調整が難しく、少な過ぎると溶着強度が不十分にな
り、多過ぎると溶剤が接合部分以外に流れ出して樹脂表
面を溶融して製品としての見栄えを損なったり、甚だし
い場合にはチューブ或は部材に亀裂が生じて使用できな
い状態となったりする。また日常用、工業用として使用
されている上下水道管、ガス配管等の大径、硬質の熱可
塑性合成樹脂管の接合方法として特開平６−３４１５
８８号、特開平７−２４９１７号が知られている。
は合成樹脂管と同材料または親和性のある異材料に誘導
性の粉粒体を混練して形成した発熱層を合成樹脂管の内
側に円筒状に配置し、これにもう一方の合成樹脂管を挿
入した後、これらの接合部に高周波磁界を照射すること
により、発熱層中の粉粒体よりなる誘導性の発熱体を発
熱させ、発熱層を介して両者を融着接合する旨が開示さ
れている。はと同様の発熱層を管体の長さ方向全長
に亘って形成しこれらの管体の端面同士またはこれらの
管体をより大径の管体に挿入しと同様に融着接合する
旨が開示されている。これら、の手段では、誘導電
流が発熱層の広域に分布した粒径が０．０１から１．０
０ｍｍの粉粒体（発熱体の役割を果たす）に個々のルー
プで分散して発生し、発熱して合成樹脂管を溶融し溶着
するものであるから、発熱層が広域面での溶着作用を果
たすことになる。大径の合成樹脂管同士の接合ではこれ
らの手段は有効であるかも知れないが医療用具等の小径
のチューブ部材同士の接合には、過剰の熱エネルギーを
必要とすること、チューブの円周方向接合ラインのみに
熱エネルギーを集中し均一な溶着を行うことは困難であ
った。そこで本発明者らは以上の課題を解決するために
次の発明に到達した。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
［１］熱可塑性大径チューブ部材の内側と熱可塑性小径
チューブ部材の外側の間に電気的に終端した環状の導電
体を介在させて、大径チューブ部材の内側に小径チュー
ブ部材の先端を挿入することにより接合し、大径チュー
ブ部材の外側より高周波誘導加熱法により前記導電体の
円周方向に均一にジュール熱を発生させて、前記接合部
のチューブ部材の構成材料を溶融させて溶着する熱可塑
性チューブ部材の接続方法を提供する。 ［２］一対の熱可塑性チューブ部材の端面の間に電気的
に終端した環状の導電体を介在させて、チューブ部材同
士を押圧することにより重合し、チューブ部材の重合部
の外側より高周波誘導加熱法により前記導電体の円周方
向に均一にジュール熱を発生させて、前記重合部のチュ
ーブ部材の構成材料を溶融させて溶着する熱可塑性チュ
ーブ部材の接続方法を提供する。 ［３］各チューブ部材を溶融接合する前に各チューブ部
材を予熱処理する［１］ないし［２］記載のチューブ部
材の接続方法を提供する。 ［４］熱可塑性樹脂よりなるチューブ部材同士の接合部
が、該接合部に設けられたチューブ円周方向に電気的に
終端した環状の導電体及びその周辺部において誘導電流
により生じるジュール熱により溶融接合されているチュ
ーブ部材の接合体を提供する。
【０００４】
【発明の実施の形態】図１から図４は本発明の異径のチ
ューブ部材の接続方法の実施形態の一例を示す概略図で
ある。大径チューブ部材１と小径チューブ部材２は熱可
塑性合成樹脂により構成され、小径チューブ部材２の先
端外周（接合部表面）には環状の導電体３を装着する溝
４が形成されている。導電体３の内径は小径チューブ部
材２の外径より若干小さく（チューブ径及び硬軟により
変わるが０．０１から１．０ｍｍ小さく）形成されてお
り、電気的に終端されている（電気が環に沿って均一に
流れるように形成されている。）。また小径チューブ部
材２の外径は大径チューブ部材１の内径より（チューブ
径及び硬軟により変わるが）０．０１から１．０ｍｍ程
度大きく形成されている。
【０００５】図１のように導電体３を小径チューブ部材
２の接合部表面に装着し、これを大径チューブ部材１の
内側に挿入する（図２の断面図参照）。図３のように前
記接合部の外周に大径チューブ部材１より大きい内径を
有する誘導コイル５を配置し、誘導コイル５に高周波電
流を通電する。導電体３に高周波電流が誘導され環状の
導電体３の円周に均一に電流が流れ、均一にジュール熱
が発生し、前記接合部の各チューブ部材１、２の構成材
料を均一に溶融させ溶着することができ、図２のチュー
ブ部材の接合体１Ａを得ることができる。
【０００６】本発明では導電体３の内径を小径チューブ
部材の外径より若干小さく（チューブ径により変わるが
０．０１から１．０ｍｍ小さく）形成し、小径チューブ
部材２の外径を大径チューブ部材の内径より若干大きく
（チューブ径により変わるが０．０１から１．０ｍｍ大
きく）形成することにより導電体３を小径チューブ部材
２の接合部表面にしっかりと固定し、これを大径チュー
ブ部材１の内側に挿入して接合すると各チューブ部材
１、２間に自己接合力が働くようにできるので各チュー
ブ部材１、２の接合面が圧接され、したがって高周波電
流の印加時、各チューブ部材１、２の接合部を均一に加
熱して均一に溶融、溶着接合することができる。また、
被接合部を含む近傍を内部及び／又は外部から加圧する
と接合し易くすることができる。また導電体３の径は、
誘導コイル５の径に対しできるだけ接近しているのが良
い。
【０００７】また本発明においては、導電体３は小径チ
ューブ部材２の外周に溝４を設けることなくその外周に
直接圧入することができる。また導電体３は小径チュー
ブ部材２の外周に一個のみでなくチューブの連通方向に
０．３から３ｍｍ程度の間隔をおいて複数（２から３
個）装着することができる。また誘導コイル５も大径と
小径の各チューブ部材１、２（後述するチューブ部材１
１、１２も同じ）の接合部の外周に１巻コイルのみでな
く複数巻コイル（２から１０回巻）として配置すること
ができる。図３、図４の誘導コイル５のように半円状に
開閉可能にすることにより、チューブ部材１、２（後述
するチューブ部材１１、１２も同じ）の接続生産工程に
おける長いチューブ製品の取出し、装填を容易にするこ
とができる。また各チューブ部材１、２（後述するチュ
ーブ部材１１、１２も同じ）は溶着接合する前に予熱処
理することにより各チューブ部材１、２の温度勾配を少
なくすることができるので、溶着に必要な高周波誘導加
熱エネルギーを低下させる効果があり溶着時間を早くす
ることができる。また本発明の各チューブ部材１、２
（１１、１２）の加熱条件は、 印加電力：５０から３００Ｖ・Ａ 高周波周波数：３００ＫＨＺから２８ＭＨＺ 予熱温度：８０から１００℃ 印加時間（接続時）：３から６０秒 が望ましい。
【０００８】また図５から図６に本発明の同径のチュー
ブ部材１１、１２の接続方法の実施形態の一例について
説明する。熱可塑性合成樹脂よりなるチューブ部材１
１、１２の端部を図５のように上下方向に対向させて配
置し、下のチューブ部材１２の端部（天面）に環状の導
電体３を載置する。導電体３の太さはチューブ部材１２
の肉厚内に納まる程度に調整するのが良い。上下方向か
らチューブ部材１１、１２の端部を重合させ、これらの
間の導電体３を押圧した状態で前記図３と同様に前記チ
ューブ部材１１、１２の重合部の外周に、チューブ部材
１１、１２より大きい内径を有する誘導コイル５を配置
し、誘導コイル５に高周波電流を通電する。前記同様に
導電体３の円周に均一に電流が流れ、均一にジュール熱
が発生し、前記重合部の各チューブ部材１１、１２の構
成材料を均一に溶融させ溶着することができる。また導
電体３をチューブ部材の端面（天面）に載せやすくする
ために図６のようにチューブ部材１２Ａの端面（天面）
に溝１４を形成しこれに導電体３を載置するようにして
も良い。また溝１４を深く形成して導電体３をこれに嵌
合することによりチューブ部材１１、１２Ａ（１２）を
上下方向のみならず、左右方向から重合して前記と同様
に溶着させることができる。以上のように図７のチュー
ブ部材の接合体１Ｂを得ることができる。
【０００９】また本発明では図８のように同径のチュー
ブ部材１１、１２の端部の間にチューブ部材１１（１
２）と同一樹脂母材よりなる熱可塑性導電性樹脂製の環
状導電体３（例えばチューブ状に製作し、これを１ｍｍ
から数ｍｍ程度の厚さにスライスしたものを使用するこ
とができる）を介在させて、前記と同様に溶着させ、チ
ューブ部材の接合体１Ｃを得ることができる。図８の導
電体３の断面形状は必ずしも円形でなくても良く、矩
形、楕円形のものも使用することができる。本発明の各
請求項、発明の詳細な説明並びに図１、図２、図５、図
７、図８に記載の環状の導電体３とは断面形状が円形、
楕円形、矩形等の電気的に終端した全ての形状の導電体
を含むものとする。
【００１０】また本発明で使用される熱可塑性チューブ
部材の構成材料はポリ塩化ビニル、ポリオレフィン（ポ
リエチレン、ポリプロピレン等）、ポリアミド（ナイロ
ン６、ナイロン６６等）、ポリウレタン、ポリスチレン
等の熱可塑性合成樹脂が使用され、また、同一材料同士
の接続ばかりでなく、異種材質との接続も可能である。
例えば、塩化ビニルとＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタ
ジエン・スチレン）樹脂、或はポリオレフィン、ポリカ
ーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステ
ル、ポリスチレンとの接続も可能である。
【００１１】また本発明で使用される環状（線状、帯状
の双方含む）の導電体３は、例えばステンレス、金、白
金、銀、銅、マンガニン等の金属、カーボンから構成さ
れる環状のもの、公知の導電性ペーストＰ（エポキシ系
などの熱硬化樹脂にカーボンブラック、グラファイトあ
るいは繊維状のカーボンなどが混入されたものである。
あるいは熱硬化性樹脂以外の樹脂にカーボンが混入され
たものでもよく、またはカーボンの代わりに金、白金、
銀、銅などの導電性微細材料が混入されているものであ
っても良い。）を環状に成形（固化）したものも使用す
ることができる。導電性接着剤（熱可塑性樹脂を母体と
し平均粒子径が１μｍ前後の微細な金属粉末を添加した
熱硬化特性を有する導電性樹脂、例えばニホンハンダ
（株）ＮＨ−０３０Ａ（ポリアミド系樹脂（ポリ塩化ビ
ニルでも可）に平均粒径０．６μｍの銀粉末を添加した
もの）を環状に成形（固化）したものを使用すると特に
良い結果が得られる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例について詳述する。実施例１ マンガニン線（太さ０．２６ｍｍφ、抵抗１０．９Ω／
ｍ）よりなる環状の導電体３を、ポリ塩化ビニル製小径
チューブ部材２（３．３×６．８ｍｍ）の接合部表面に
装着し、これをポリ塩化ビニル製大径チューブ部材１
（６．６×９．７ｍｍ）の内側に挿入してサンプル１を
作成した。サンプル１を９０℃で３分間予熱処理した。
サンプル１の接合部の外周に誘導コイル５（内径１１．
８ｍｍφ、外径１４．０ｍｍφ、太さ１．０ｍｍφ、１
０スペース巻き）を配置し、印加電力：１００Ｖ・Ａ、
高周波数１．８８ＭＨＺで１０秒間、高周波を通電し
た。その結果、各チューブ部材１、２の接合面を均一に
溶融接合させることができた。実施例２ 実施例１のマンガニン線に代えて銅線（太さ０．１２ｍ
ｍφ、抵抗１．５６Ω／ｍ）を導電体３として使用し
て、サンプル２を作成し、実施例１と同様に高周波の通
電を行った。実施例１と同様に各チューブ部材１、２の
接合面を均一に溶融接合させることができた。実施例３ 導電性銀ペースト（比抵抗５．０×１０-5Ω・ｃｍ、三
井東圧化学（株）ＭＳＰ−６００）よりなる導電体３
を、実施例１の小径チューブ部材２の接合部表面に円周
状に巾１ｍｍ、厚さ１ｍｍ塗布して加熱して固化させ、
閉回路構成とし、これを実施例１の大径チューブ部材１
の内側に挿入してサンプル３を作成した。サンプル３も
実施例１と同様に高周波通電を行い、各チューブ部材
１、２の接合面を均一に溶融接合することができた。
【００１３】
【発明の効果】本発明では大径と小径のチューブ部材ま
たは同径のチューブ部材の接合面の間に電気的に終端し
た導電体を介在させ、誘導コイルにより誘導電流を各チ
ューブ部材の接合面に円周上に均一に集中して流すこと
ができるので、発熱量も円周上均一で、接合面を均一に
溶融接合させることができ、均一な溶着を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチューブ部材の接続方法を示す概略図
【図２】本発明のチューブ部材の接合体を示す概略図
【図３】本発明のチューブ部材の接続方法を示す概略図
【図４】本発明のチューブ部材の接続方法を示す概略図
【図５】本発明のチューブ部材の接続方法を示す概略図
【図６】本発明のチューブ部材の接続方法を示す概略図
【図７】本発明のチューブ部材の接合体を示す概略図
【図８】本発明のチューブ部材の接合体を示す概略図
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ チューブ部材の接合体 １ （大径）チューブ部材 ２ （小径）チューブ部材 ３ 導電体 ４ 溝 ５ 誘導コイル １１、１２ チューブ部材 １４ 溝 Ｓ 溶着部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性大径チューブ部材の内側と熱可
    塑性小径チューブ部材の外側の間に電気的に終端した環
    状の導電体を介在させて、大径チューブ部材の内側に小
    径チューブ部材の先端を挿入することにより接合し、大
    径チューブ部材の外側より高周波誘導加熱法により前記
    導電体の円周方向に均一にジュール熱を発生させて、前
    記接合部のチューブ部材の構成材料を溶融させて溶着す
    ることを特徴とする熱可塑性チューブ部材の接続方法。
  2. 【請求項２】 一対の熱可塑性チューブ部材の端面の間
    に電気的に終端した環状の導電体を介在させて、チュー
    ブ部材同士を押圧することにより重合し、チューブ部材
    の重合部の外側より高周波誘導加熱法により前記導電体
    の円周方向に均一にジュール熱を発生させて、前記重合
    部のチューブ部材の構成材料を溶融させて溶着すること
    を特徴とする熱可塑性チューブ部材の接続方法。
  3. 【請求項３】 各チューブ部材を溶融接合する前に各チ
    ューブ部材を予熱処理することを特徴とする請求項１な
    いし請求項２記載のチューブ部材の接続方法。
  4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂よりなるチューブ部材同士
    の接合部が、該接合部に設けられたチューブ円周方向に
    電気的に終端した環状の導電体及びその周辺部において
    誘導電流により生じるジュール熱により溶融接合されて
    いることを特徴とするチューブ部材の接合体。
JP8130687A 1996-04-26 1996-04-26 チューブ部材の接続方法及びチューブ部材の接合体 Pending JPH09290461A (ja)

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