JPH0932981A

JPH0932981A - パイプの接合方法及びそのためのジョイント

Info

Publication number: JPH0932981A
Application number: JP18014295A
Authority: JP
Inventors: Susumu Miyashita; 進宮下; Masaru Nakano; 中野　　勝
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】接合部が均等に接着ができ、且つパイプの損
傷がし難いパイプの接合方法、及びそのためジョイント
を提供する。【解決手段】筒状のジョイント３に接合すべきパイプ
１、２をセットし、それに対して高周波を発して高周波
加熱によりジョイント３を介してパイプ１、２を接合す
る方法において、ジョイント３とパイプ１、２の接合面
間に、高周波磁場中で発熱する物質の繊維又は粒子を樹
脂に混練したテープ４を配するか、また、そのジョイン
トとして、そのパイプ接合面側に、高周波磁場中で発熱
する物質の繊維又は粒子が混練された樹脂層を有するジ
ョイントを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプの接合方法
及びそのためのジョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水道管やガス管等のために、塩化
ビニルパイプが般用されていた。しかし、今後、例え
ば、地震への対処から、塩化ビニルよりも可撓性があっ
て、折れたり破損したりし難いポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のパイプの使用が急増すると考えられている。

【０００３】しかし、ポリエチレン等は、接着剤による
接着がしにくいという性質を有している。そのため、こ
のような材質によるパイプを接合する方法として、高周
波誘導加熱を利用して接着する方法が知られている。即
ち、筒状のジョイントを用い、そのジョイントにパイプ
が挿入され且つそれらの対向面間に、高周波により誘導
加熱されやすいヒータ物質が配された接合状態とし、そ
れに対して、高周波を発して熱溶着によりジョイントを
介してパイプを接合する方法である。

【０００４】その代表的な方法として、網目状にしたヒ
ータ物質を用いる方法が特開平６−２７８２１１号公報
で知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、網目部分に接していないパイプの接合部は、十分に
接着しない場合があった。また、網目部分に接したパイ
プ部分だけが過度に加熱され炭化する等、パイプが損傷
するおそれがあった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、接合部が均等に接着がで
き、且つパイプの損傷がし難いパイプの接合方法、及び
そのためジョイントを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、筒状の
ジョイントに接合すべきパイプをセットし、それに対し
高周波を発して高周波誘導加熱によりジョイントを介し
てパイプを接合する方法において、ジョイントとパイプ
の接合面間に、高周波磁場中で発熱する物質（代表的に
は金属）の繊維又は粒子を樹脂に混練した樹脂層を配す
ることを特徴とする。この樹脂層は、どのような態様で
設けてもよい。例えば、樹脂層を予めシート状等の形態
とし、それをジョイントとパイプの接合面間に配する。
つまり、樹脂層の形態形成後、その配置を実施する。あ
るいは、スプレー塗布等によるように、樹脂層の配置
と、その形態形成とが同時であってもよい。

【０００８】第１の発明は、代表的には、筒状のジョイ
ントに接合すべきパイプをセットし、それに対し高周波
を発して高周波誘導加熱によりジョイントを介してパイ
プを接合する方法において、ジョイントとパイプの接合
面間に、高周波磁場中で発熱する物質繊維又は粒子を樹
脂に混練したシートを配することを特徴とする。

【０００９】この本発明では、テープ等の樹脂層を、ジ
ョイントとパイプの接合面の全体に、一様に設けること
ができるので、ジョイントとパイプとの接合部で均質な
接着が完成する。

【００１０】第２の本発明は、筒状のジョイントに、接
合すべきパイプをセットし、それに対し高周波を発して
高周波誘導加熱によりジョイントを介してパイプを接合
する方法において、ジョイントとして、そのパイプ接合
面側に、高周波磁場中で発熱する物質の繊維又は粒子が
混練された樹脂層を有するジョイントを用いることを特
徴とする。

【００１１】この方法では、高周波磁場中で発熱する物
質の繊維又は粒子が発熱し、それに伴って、それを含む
樹脂層が熱溶融し、ジョイントとパイプとの接合部で均
質な接着が完成する。

【００１２】なお、本発明は、パイプ接合面側に、高周
波磁場中で発熱する物質の繊維又は粒子が混練された樹
脂層を有する筒状ジョイントも提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
をその実施の形態により詳細に説明する。

【００１４】図１は、本第１発明のパイプの接合方法の
一実施形態を示す断面図である。図示するように、接合
体すべきパイプ１、２が、筒状のジョイント３の各開口
から挿入されている。そのジョイント３の内面は、中央
部分に向け径が小さくなるように、ごくゆるやかなテー
パ状とされている。これによって、パイプ１、２が、ジ
ョイント３に挿入し易くなる。また、ジョイント３の内
部中央には、内周にわたるリング状の突起部３Ａが設け
られている。これに、パイプ１、２が、突き当たりジョ
イント３との接合に最も効率的なように位置決めされ得
る。

【００１５】ジョイント３の内面、つまり、パイプ１、
２の接合面間に、高周波磁場中で発熱する金属繊維を樹
脂に混練したテープ４が配されている。つまり、幅がジ
ョイント３の長さのほぼ半分で、長さがパイプ１、２の
外周長に実質等しい２本のテープ４が、各々円筒状に巻
かれ、ジョイント３の各開口から挿入され、その内面
（突起部３Ａの部分を除く）を覆うように配されてい
る。

【００１６】なお、テープの長さ、幅、ジョイント３内
面での配置の形態は自由に選択でき、テープの１本以上
によって、ジョイント３内面の、パイプ１、２との接合
面（好ましくはその全体）を覆うことができれば十分で
ある。

【００１７】このテープ４の材料の１つである樹脂は、
熱が加えられることにより、パイプ１、２とジュイント
３との接着に寄与するもの、又は、その接着を妨害しな
い種類であれば任意のものを使用してよいが、パイプ
１、２又はジョイント３と同じ材質が好ましい。

【００１８】テープ４に混練してある金属繊維は、高周
波磁場中で発熱する各種の強磁性金属（例えば、Ｆｅ、
Ｆｅ−Ｎｉ、Ｎｉ及びその合金）から選択できる。

【００１９】テープ４の厚みは、通常０．２〜１．０m
m、好ましくは、０．３〜０．５mmである。

【００２０】金属繊維は、テープ全体の、通常、３０〜
８０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とする。金
属繊維は、樹脂にできるだけ均質に分散するように混練
するのが好ましい。

【００２１】金属繊維は、針状で、太いほど熱効率が良
いが、テープの加工性の観点（カッティングの困難さの
回避、繊維が目立って表出することを避けるため等）か
ら、通常、１００μｍ以下、好ましくは３０〜９０μｍ
である。金属繊維の長さも、テープの加工性の観点、成
形機への原料供給性等から、通常３mm以下、好ましく
は、２mm以下である。

【００２２】上記のようなパイプ１、２と、筒状のジョ
イント３との接合体は、ワークコイル５Ａと高周波発振
器５Ｂを備える高周波発生装置５内にセットされてい
る。

【００２３】この状態で、高周波発振器５Ｂにより、ワ
ークコイル５Ａを介して高周波磁場を発生させると、電
磁誘導により金属繊維に渦電流が発生し、加熱が始ま
る。加熱直後に、パイプ１、２を、その端部が突起部３
Ａに当たるように奥まで挿入する。この操作は、テープ
４が溶融した直後にパイプ１、２を押し込むことによ
り、溶融したテープ４をパイプ１、２及びジョイント３
の被着部になじませることができ、強固な接合を得るた
めであるが、最初からパイプ１、２を奥まで挿入してお
いてもよい。

【００２４】加熱を続けると、パイプ１、２とジョイン
ト３とが、熱により溶着したテープを介して接合する。

【００２５】本実施の形態では、パイプ１、２とジョイ
ント３との接合部全体に加熱する金属繊維が分散してい
るので、加熱が均等に実施できる。そのため、接合部全
体で接着が均等に実施できる。また、パイプ１、２の一
部が損傷することもない。

【００２６】なお、テープ４は、パイプ１、２上に予め
セットしておいて、パイプ１、２をジョイント４に挿入
してもよい。

【００２７】本第２発明のパイプの接合方法の一実施形
態を説明する。その形態では、図２に示すようなジョイ
ント６を使用する。つまり、内表面側のコア層６Ａと、
外表面側の外側層６Ｂとの二層構造体であるジョイント
６を使用する。そのコア層６Ａは、樹脂に金属繊維を混
練した材料からなっている。一方、外側層６Ｂは、樹脂
で構成されている。なお、本発明にとって必ずしも必須
でないが、図１で示したのと同様に、ジョイント６の内
部側がテーパ状にされたり、内部中央に突起部が設けら
れてもよい。

【００２８】コア層６Ａの樹脂及び混練される金属は、
上記テープ４で使用したのと同様なものが使用できる。

【００２９】コア層６Ａは、高周波誘導加熱による接着
用であるので、その機能を果たすかぎりその厚みは任意
の範囲から選択できる。また、その厚みのジョイント厚
に占める割合も同様である。コア層６Ａの厚みは、例え
ば、０．５〜１．０mmである。

【００３０】ジョイント６は、任意の方法によって作製
してよいが、例えば、二層の同時押し出し成形、射出に
よる二層成形が好ましく利用できる。

【００３１】図１で説明したのと同様にして、このジョ
イント６でパイプを高周波誘導加熱を利用して接合でき
る。

【００３２】本実施の形態では、パイプとジョイント６
との対向部分に相当するコア層６Ａ全体に、金属繊維が
分散しているので、加熱が均等に実施できる。

【００３３】本実施の形態も、上記形態と同様に接着剤
により接着し難いポリエチレン、ポリプロピレン等のパ
イプの接合に特に有効である。ただし、パイプとジョイ
ント６の間に、熱により接着性を示す接着剤を塗布する
こともできる。これは、接着剤により接着しやすい樹脂
製のパイプの接合に特に有効である。この場合、コア層
の樹脂材料は、パイプとの接着性を余り考慮しなくても
良いので、広い範囲から材料を選択できるという利点が
ある。

【００３４】また、ジョイントとして、図３に示すよう
な円筒を２分割した半円筒形の成形品７を利用し、図４
に示すように２つ併せて使用してもよい。この成形品７
も、コア層７Ａと、外側層７Ｂとを有し、更に、成形品
７同士が合わさる面に、コア層７Ａと同様な層が設けら
れている。この層によって、ジョイントとパイプの接合
と同時に成形品７Ａ同士も高周波で加熱溶着可能であ
る。この態様は、接合操作が実施しやすいという利点が
ある。

【００３５】第１及び第２の本発明は、上記の各形態に
限らず、種々の形態を採ることができる。

【００３６】例えば、金属繊維の代わりに、金属粒子が
利用できる。この場合、粒径は、通常、５０〜３００μ
ｍ、好ましくは、１００〜２００μｍとする。

【００３７】また、ジョイントを三つ又等にすることも
できる。更に、ジョイントの外周面にパイプの内周面が
嵌合するようにしてもよい。その場合、ジョイントを多
層構造にする形態では、その最も外側の層を、金属繊維
等を混練した樹脂の層とすればよい。

【００３８】

【実施例】

実施例１直鎖状低密度ポリエチレン４０重量％に平均直径５０μ
ｍの鉄針状フィラー６０重量％を、タンブラにて予備混
合を行い、押し出し造粒した後、単軸押出機にてＴダイ
成形により、厚み０．５mmのシートを作成し、このシー
トを幅２４mmに切断し、高周波誘導加熱接着用のテープ
を得た。図１で示したパイプとジョイント、高周波誘導
装置を用意し、また、上記テープを切断して、パイプ外
周長に実質等しい長さのテープ２本を得た。それらを円
筒状にして、ジョイントの各開口から挿入して、ジョイ
ント内面にセットした。

【００３９】パイプ外径は３３mm、ジョイント両端部の
内径は３４．４mm、突起部横の中央部内径は３４mmであ
る。

【００４０】ジョイント両端部よりパイプを挿入し、ワ
ークコイル内にセットし、発振周波数４００ＫＨｚ、出
力１ＫＷの高周波発振器にて１５秒間加熱した。加熱直
後パイプをジョイント内部に、中央の突起部に突き当た
るように押し込んだ。冷却時間約３０秒で接合が完了し
た。実施例２高密度ポリエチレン４０重量％、平均直径６０μｍの鉄
ニッケル合金針状フィラー６０重量％を、実施例１と同
様な方法にてペレットにし、これと、高密度ポリエチレ
ンとを原料として、単軸押出機によって、ペレットを原
料とする高周波誘導加熱接着用の内側コア層と、上記ポ
リエチレンを原料とする外側層とが同時押し出しされて
成形された図２に示したジョイントを作製した。ジョイ
ント内径は、３３．５mmであった。２本の外形３３mmの
パイプをこのジョイントに両端より挿入し、実施例１で
使用したのと同じワークコイルにセットし、発振周波数
４００ＫＨｚ、出力１ＫＷの高周波発振器によって、加
熱時間１５秒、冷却時間３０秒で接合を行った。実施例３実施例２で作製したペレットを用い、図３に示した通
り、円筒を２分割した半円筒形状であって、内側に厚み
１mmの高周波誘導加熱接着用のコア層、外側に高密度ポ
リエチレン層を有する２層構造の成形品２つを、二層射
出成形で得た。これらを図４に示したように重ね、ジョ
イントとし、内部にパイプを挿入して、ワークコイルに
セットし、発振周波数４００ＫＨｚ、出力１ＫＷの高周
波発振器によって、加熱時間２０秒、冷却時間４０秒で
接合を行った。

【００４１】実施例１〜３いずれにおいても、強固で実
用的なパイプの接合が達成された。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、パイプの接合面が均等
に接着ができ、信頼性の高いパイプの接合が可能であ
る。また、接合によってパイプの接合面が損傷すること
もない。本発明は、今後使用が急増すると考えられるポ
リエチレン、ポリプロピレン等のパイプの使用に特に好
適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパイプの接合方法の一実施形態を示す
断面図である。

【図２】本発明の方法に利用できるジョイントの一例を
示す外観図である。

【図３】本発明の方法に利用できるジョイントを構成す
る半円筒状成形品を示す外観図である。

【図４】上記半円筒状成形品を２つ組み合わせてジョイ
ントを構成した端面図である。

【符号の説明】

１、２パイプ６、７ジョイント３ジョイント６Ａ、７Ａコア層４テープ６Ｂ、７Ｂ外側層５高周波発生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状のジョイントに接合すべきパイプを
セットし、それに対し高周波を発して高周波誘導加熱に
よりジョイントを介してパイプを接合する方法におい
て、ジョイントとパイプの接合面間に、高周波磁場中で
発熱する物質の繊維又は粒子を樹脂に混練した樹脂層を
配することを特徴とするパイプの接合方法。
【請求項２】筒状のジョイントに接合すべきパイプを
セットし、それに対し高周波を発して高周波誘導加熱に
よりジョイントを介してパイプを接合する方法におい
て、ジョイントとパイプの接合面間に、高周波磁場中で
発熱する物質の繊維又は粒子を樹脂に混練したテープを
配することを特徴とするパイプの接合方法。
【請求項３】筒状のジョイントに接合すべきパイプを
セットし、それに対し高周波を発して高周波誘導加熱に
よりジョイントを介してパイプを接合する方法におい
て、そのジョイントとして、そのパイプ接合面側に、高
周波磁場中で発熱する物質の繊維又は粒子が混練された
樹脂層を有するジョイントを用いることを特徴とするパ
イプの接合方法。
【請求項４】パイプ接合面側に、高周波磁場中で発熱
する物質の繊維又は粒子が混練された樹脂層を有する筒
状のジョイント。