三層管と管継手の接続端部加熱用鏝とその鏝を用いた加熱装置及び加熱方法
【課題】樹脂被覆金属三層管と樹脂製管継手との溶融接続を可能とする三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を提供する。
【解決手段】樹脂被覆金属三層管７の端部７ａと、該三層管７の端部７ａの内外両側の樹脂被覆層１３、１４に当接する三層管端部差込溝１１を備えた樹脂製管継手８の端部８ａとの接合面を融着するための管端部加熱用鏝であって、ａ）鏝芯２に背面を固定し、前面に前記三層管７の端部７ａに差込可能に対応する円周溝９を形成した三層管加熱体３と、ｂ）前記鏝芯２に背面を固定し、前面に前記管継手８の三層管端部差込溝１１に差込可能に対応する管状突起１０を備えた継手加熱体４と、ｃ）鏝芯２の基部２ａに固定した電気ヒータ５と、そのヒータ５に送電する電気コード６とを備えて成る。
【解決手段】樹脂被覆金属三層管７の端部７ａと、該三層管７の端部７ａの内外両側の樹脂被覆層１３、１４に当接する三層管端部差込溝１１を備えた樹脂製管継手８の端部８ａとの接合面を融着するための管端部加熱用鏝であって、ａ）鏝芯２に背面を固定し、前面に前記三層管７の端部７ａに差込可能に対応する円周溝９を形成した三層管加熱体３と、ｂ）前記鏝芯２に背面を固定し、前面に前記管継手８の三層管端部差込溝１１に差込可能に対応する管状突起１０を備えた継手加熱体４と、ｃ）鏝芯２の基部２ａに固定した電気ヒータ５と、そのヒータ５に送電する電気コード６とを備えて成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂被覆金属三層管の端部と樹脂製管継手の端部とを溶融接続する際に、両者の接続部分を加熱して溶融するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝と、その鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン等の樹脂管を樹脂製管継手で接続する場合、樹脂同士の接着剤による接続が困難であるため、従来、接続面を加熱溶融して融着することが行われている。
例えば、下記特許文献１には、管と継手の接続部分を加熱溶融して接続する「熱可塑性樹脂の融着接続方法」が提案されている。この方法では、図７に示すように、管状の突起Ａと柱状の突起ＢをヒータＣで加熱する加熱治具を用いて、管状の突起Ａで樹脂管Ｄの外周部分を加熱溶融し、柱状の突起Ｂで樹脂製継手Ｅの接続部分を加熱溶融し、その溶融部分を接合させて両者を溶着することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６４−６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、一般的な樹脂製の管の外周面と樹脂製の管継手の内周面とを溶融させて接合することはできても、金属管の内外に樹脂層を有する樹脂被覆金属三層管の場合では、内外の樹脂層を同時に溶融させて管継手に接合することはできない。
【０００５】
そこで本発明は、前記樹脂被覆金属三層管（以下「三層管」と呼ぶ）の内外両側の樹脂層を樹脂製管継手（以下「管継手」と呼ぶ）に融着により接続可能とするために、両者の接続端部を加熱して溶融するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝と、その鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置及び加熱方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝における請求項１に記載の発明は、樹脂被覆金属三層管の端部と、該三層管の端部の内外両側の樹脂被覆層に当接する三層管端部差込溝を備えた樹脂製管継手の端部との接合面を融着するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝であって、ａ）鏝芯に背面を固定し、前面に前記三層管の端部に差込可能に対応する円周溝を形成した三層管加熱体と、ｂ）前記鏝芯に背面を固定し、前面に前記管継手の三層管端部差込溝に差込可能に対応する管状突起を備えた継手加熱体と、ｃ）鏝芯の基部に固定した電気ヒータと、そのヒータに送電する電気コードとを備えて成ることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記発明おいて、鏝芯の継手加熱体の内部に前記管継手の内径と等しい外径の円柱状の管内支持芯を前記管継手の三層管端部差込溝の深さと同程度の高さに形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、上記各発明おいて、前記鏝芯に三層管加熱体と継手加熱体とを背合わせに設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記発明おいて、前記鏝芯に複数対の三層管加熱体及び継手加熱体を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、上記各発明おいて、前記背中合わせの三層管加熱体と継手加熱体とを、各々の中心線を共通の中心線となるように配設したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、上記各発明おいて、前記三層管加熱体の円周溝及び継手加熱体の管状突起の各表面に、ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた管端部加熱装置であって、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を支持台に固定し、ａ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の三層管加熱体の円周溝に対向させて前記三層管の端部を把持する送りクランプを設けるとともに該送りクランプの基部には前記円周溝に向けて進退可能とするクランプ移動台を設け、ｂ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の継手加熱体の管状突起に対向させて前記管継手の端部を把持する送りチャックを設けるとともに該送りチャックの基部には前記管状突起に向けて進退可能とするチャック移動台を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、上記請求項７に記載の発明おいて、ａ）前記支持台を送りクランプと送りチャックから離れるように移動可能とする鏝移動機構を設け、ｂ）前記送りクランプ及び／又は前記送りチャックの移動台を、把持した前記三層管の端部と前記管継手の端部とが接合可能な位置に移動可能とする台移動手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、上記請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱方法であって、内外両側の樹脂被覆層の厚さが３ｍｍ以上の熱溶融性ポリエチレン層を有する樹脂被覆金属三層管を対象とし、ａ）三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で前記三層管を加熱する時間を３〜４秒に設定し、且つ加熱する温度を２８０〜３００°Ｃに設定して前記各樹脂被覆層の金属管側に非溶融部分を残して表層を溶融し、ｂ）同時に、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で、樹脂製管継手の三層管端部差込溝の内面を加熱して管の内側と外側に非溶融部分を残して該内面表層を溶融し、ｃ）その溶融中に前記管継手の三層管端部差込溝に前記三層管の加熱端部を差し込んで両者を融着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝は、鏝芯に前記三層管の端部に差込可能に対応する円周溝を有する三層管加熱体と、三層管端部差込溝を有する継手加熱体とが備わっているので、金属管をポリエチレンなどの熱溶融性樹脂で内外から被覆した樹脂被覆金属三層管と樹脂製管継手との接続部分を、加熱した三層管加熱体と継手加熱体にそれぞれ差し込むことで、該三層管の内外両側の樹脂表面と、前記管継手の三層管端部差込溝の内面との接合面を確実に溶融させることが可能となる。
このため、両者を溶融させた直後に三層管端部差込溝に前記三層管の端部を差込んで接合することで、前記三層管の内外の樹脂被覆層と前記管継手の三層管を挟む溶融部分同士が融着してその接合部分を強固に密着一体化させることが可能となる。
また、その接合部分は両者が一体化されて肉厚となるので、通常では部分的に弱体化するとされる管の継手部分の強度をより高めることができる。
さらに、前記三層管の金属管の切り口端部は、接続後に管内部に又は管外部に露出する部分が全て樹脂で覆われて保護されるため、金属管端部の腐食が防止できて使用寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記鏝芯の継手加熱体の内部に円柱状の管内支持芯を形成したことで、該管内支持芯が、加熱中に前記管継手に差し込まれて管内支持管の外周面で前記管継手の内部が変化されるのを防ぎ、前記管継手への管内支持管の装着作業の工程がなくなり、その分、作業効率を高めることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記鏝芯に三層管加熱体と継手加熱体とを背合わせにしたので、前記三層管の端部と前記管継手の端部を両側で同時に加熱することができる。このため効率良く融着作業を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記鏝芯に複数対の三層管加熱体及び継手加熱体を設けたことで、１個の鏝で複数のサイズの前記三層管と前記管継手に対応可能となる。
即ち、取り付け交換せずに、１個の鏝で異なるサイズの前記三層管と前記管継手の融着作業を効率良く行うことが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記三層管の端部と前記管継手の端部との管中心線が共通するので、前記三層管の端部を把持する送りクランプと前記管継手の端部を把持する送りチャックの移動が、その中心線に沿って対向側で正確に行うことができ、前記三層管と前記管継手とを正確位置で接続することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記三層管加熱体の円周溝の表面と継手加熱体の管状突起の表面とに、ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を形成することで、鏝に溶融した樹脂の付着が防止され円滑に繰り返し使用することができる。
【００２１】
請求項７に記載の三層管と管継手の接続端部の加熱装置では、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の管状突起と円周溝とに対向して送りクランプが前記三層管の端部を把持して進退可能となり、また送りチャックが前記管継手の端部を把持して進退可能となる。
このため、前記三層管の端部と前記管継手の端部に同時的に嵌合することと外すことができ、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の三層管加熱体の円周溝を三層管端部へと円滑に嵌合することができ、また前記継手加熱体の管状突起を樹脂製管継手の三層管端部差込溝の内にも円滑に嵌合することが可能となる。
さらに、溶融後、三層管の端部と管継手の端部から前記三層管加熱体と継手加熱体を円滑に引き離すことが可能となる。
そして、溶融部分の温度が低下しないうち前記三層管の端部と前記管継手の端部とを溶融状態で速やかに接合させることが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記支持台を送りクランプと送りチャックとの間から外へ移動可能とする鏝移動機構によって、三層管と管継手を把持させたままで、溶融後、直ちに前記三層管の端部と前記管継手の端部が嵌合可能な位置にまで移動して、前記三層管の端部と前記管継手の端部とを効率良く融着することが可能となる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、三層管の樹脂被覆層の金属管側に非溶融部分を残して表層のみを溶融させることが可能となる。そして、前記三層管の端部と前記管継手の端部との接触面を強固に融着一体化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の三層管と管継手の接続端部の加熱装置の（イ）が加熱前を示し、（ロ）が加熱中の状態を示す一部要部を縦断した側面図である。
【図２】本発明の三層管と管継手の接続端部の加熱装置の（ハ）が加熱後鏝を外した状態を示し、（ニ）が接続した状態を示す一部要部を縦断した側面図である。
【図３】本発明の（イ）が三層管と管継手の接続端部加熱用鏝、（ロ）が樹脂被覆金属三層管、（ハ）が樹脂製管継手を示す各縦断斜視図である。
【図４】樹脂被覆金属三層管と樹脂製管継手の接続状態の（イ）が加熱直後を示し、（ロ）が接続後を示す各縦断側面図である。
【図５】一対の三層管加熱体と継手加熱体を複数設けた鏝を示す三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の縦断斜視図である。
【図６】別の形態の（イ）が三層管と管継手の接続端部加熱用鏝、（ロ）が樹脂被覆金属三層管、（ハ）が樹脂製管継手を示す各縦断側面図である。
【図７】従来の加熱装置の加熱部分を示す縦断側面図である
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明で接続対象となる樹脂被覆金属三層管７は、図４に示すように、肉薄の金属管１２の内側と外側に樹脂被覆層１３、１４を有する樹脂被覆金属三層管７である。
前記金属管１２の材質は、アルミニウム、銅、ステンレス、鋼及びそれらの合金など各種金属管材が使用できる。
そして該金属管１２の内側と外側を被覆する樹脂材１３、１４は、熱溶融性のＰＥＲＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｒａｉｓｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の高分子ポリエチレン化合物等の使用が可能である。
【００２６】
例えば、前記三層管７がスプリンクラー用送水管の場合では、前記三層管７のサイズは、管の内径２０ｍｍ、内側の樹脂部分の肉厚さが４ｍｍ、外側の樹脂部分の肉厚さが３ｍｍ、薄肉の金属管１０の肉厚が２．２５ｍｍのものが使用に適する。その理由は、このサイズであるとスプリンクラー用の送水管としての強度を満足し、且つ湾曲性にも優れているからである。
該スプリンクラー用送水管は、配管施工の際、湾曲させたときにポリエチレン樹脂被覆層１３、１４が薄肉の金属管１２をその内側から構造的に支え、また伸び率が７７３％と大きい前記ポリエチレン層が三層管の外側を保護し、中の薄肉の金属管１２が座屈することを効果的に防止できる。しかし、屈曲が鋭角である場合では座屈が生じ易くなるのでエルボウ継手などの管継手８を介在させることが必要となる。
【００２７】
また本発明では接続対象となる樹脂製管継手８は、図４に示すように、継ぎ口の開口端部８ａに開口部の内周に沿って一周した奥の深い円形の三層管端部差込溝１１を備える。
該三層管端部差込溝１１の溝幅は溝開口部では前記三層管７の肉厚と同サイズ又は若干広い幅にするとともに、最深部では前記三層管７の金属管１２部分の肉厚よりも広く且つ該三層管７を温めた管の肉厚よりも若干狭く形成される。
また、該管継手８の径は、該三層管７の流路のネックとなるのを避けるため前記三層管２と略同内径程度の径とした管継手８を用いるのが好ましい。
【００２８】
なお、前記樹脂製管継手８には、図４に示すように、該三層管７と同内径で、前記管差込溝１１の深さと同程度の長さとした薄い銅等の金属製の肉薄管内支持管１５を用意し、加熱させた前記管継手８の開口端部８ａに装着すると良い。これは、加熱で前記管継手８の内径側に生じる樹脂の溶融による変形やダレを防ぐものである。
【００２９】
そして、接続する際には、図４の（ロ）に示すように、前記樹脂被覆層１２、１３を加熱溶融させた前記三層管７の開口端部７ａを前記管継手８の三層管端部差込溝１１（図４の（イ）中の符号Ｍで示す）に樹脂被覆層１３、１４を変形させつつ開口端部７ａが最深部に達するまで圧入して両者を密着一体化する。
このように融着することで前記三層管７が前記管継手８に強固に接続し、その接合部分の金属は樹脂で覆われるため、腐食は起こらず、液漏れの事故がなくなる。
【００３０】
本発明は、以上の如き前記樹脂被覆金属三層管と前記樹脂製管継手とを融着する際に、両者の接続端部を加熱して溶融するために用いる三層管と管継手の接続端部加熱用鏝（以下「鏝」と呼ぶ）と、その鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置及び管端部加熱方法であり、それらの本発明のうち、先ず鏝の形態から先に説明する。
【００３１】
本発明の鏝は、図３に示すように、前記三層管７の端部７ａと、該三層管７の端部７ａの内外両側の樹脂被覆層１３、１４の表面に当接する三層管端部差込溝１１を備えた前記管継手８の端部８ａとの接合面を融着するための金鏝である。
該鏝にはａ）銅製の鏝芯２に背面を固定し、前面に前記三層管７の端部７ａに差込可能に対応する円周溝９を形成した鉄製の三層管加熱体３と、ｂ）前記銅製鏝芯２に背面を固定し、前面に前記管継手８の三層管端部差込溝１１に差込可能に対応する管状突起１０を備えた鉄製の継手加熱体４と、を鏝芯２の両面に背中合わせに備える。
そして、前記鏝芯２の基部２ａに電気ヒータ５を固定し、そのヒータ５に送電する電気コード６を接続する。そして電気コード６を電源に接続して電気ヒータ５を加熱できるようにする。このため前記鏝芯２が前記電気ヒータ５で加熱されて熱伝導性の優れた金属製の該鏝芯２を熱が伝わり、該鏝芯２に設けた前記三層管加熱体３と継手加熱体４とを加熱する。
【００３２】
また、前記三層管加熱体３の円周溝９の深さと、継手加熱体４と管状突起１０の突出長さとは、接続対象のなる該三層管７と前記管継手８の溶融対応部位の長さが同じなので略同一とすることが好ましい。
そして、前記三層管加熱体３と継手加熱体４とは、図３に示すように、両側から前記三層管７と管継手８の接続端部を夫々同時に溶融できるように、厚い板状の鏝芯２の板面両側に背合わせ状態に設ける。
【００３３】
さらに、図５に示すように、１つの鏝芯２には、複数対の円周溝９、９ａを備えた三層管加熱体３、３ａ及び管状突起１０、１０ａを備えた継手加熱体４、４ａを背中合わせに一体的に設けることもできる。この形態では、複数の異なるサイズの鏝を交換せずに、１個の鏝で異なるサイズの前記三層管と管継手の融着作業を行うことが可能となる。
各三層管加熱体３、３ａ及び継手加熱体４、４ａの各設置位置は、前記鏝芯２の表面に一定の間隔を置いて縦方向や横方向に列設したり、等間隔に配置することが可能である。
【００３４】
また、図６に示すように、鏝芯２の継手加熱体４の内部には前記管継手８の内径と等しい外径の円柱状の管内支持芯２２を形成することも可能である。この形態では、管内支持芯２２が、図３に示す管内支持管１５の代用となって、加熱中に前記管継手８に差し込まれて管内支持管１５の外周面で前記管継手８の内部が変化されるのを防ぐ。
このため、前記管継手８への管内支持管１５の装着作業の工程がなくなり、その分、作業効率を高めることが可能となる。
【００３５】
さらに、前記背中合わせの三層管加熱体３と継手加熱体４とは、図１の（イ）に示すように、各々の中心線を共通の中心線とすれば、後述の加熱装置に用いた場合、前記三層管の端部を把持する送りクランプと前記管継手の端部を把持する送りチャックの移動が、その中心線に沿って対向側で正反対に移動させて行うことができ、前記三層管と管継手の位置決めを容易且つ正確に行うことが可能となる。
【００３６】
また、溶融した樹脂が前記三層管加熱体３及び継手加熱体４に付着して、前記三層管と管継手の端部が該三層管加熱体３及び継手加熱体４から容易に抜けなくなるのを防ぐため、前記三層管加熱体３の円周溝９の表面と継手加熱体４の管状突起１０の表面には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂の被覆層を形成する。
ポリテトラフルオロエチレンは溶融した三層管加熱体３及び継手加熱体４の端部の金属面に樹脂がべた付くのを防止できるため溶融後の円滑な抜取りが可能となる。
【００３７】
次に、上記鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置について説明する。
該加熱装置は、図１の（イ）に示すように、前記鏝を支持台１に固定し、該支持台１の両側に、前記鏝の管状突起１０と円周溝９とに対向して前記三層管７の端部７ａを把持して進退可能とする送りクランプ１６と、前記管継手８の端部８ａを把持して進退可能とする送りチャック１７とを備える。
【００３８】
前記送りクランプ１６は、把持する三層管７の向きに沿って全体を垂直又は水平方向に２分割し、前記三層管７の中間を横から入れてその両側から挟んで固定する。その際、前面に形成した三層管クランプ部１６ａで前記三層管７の側面を確実に挟み付けて、把持可能とする。
該送りクランプ１６の基部に移動台２０を設け、さらに移動台２０をガイドする送りレール１９を前記鏝に向けて設け、このレール１９に乗った送りクランプ１６を、前記鏝に向かって前後にスライドして移動できるようにする。
また、前記送りチャック１７は、その前面に設けた継手チャック部１７ａの３つ爪を狭めて前記管継手８を掴むようにチャックする。
そして該送りチャック１７側にも、その基部に移動台２０を設けるとともに該移動台２０をガイドする送りレール１９を前記鏝に向けて設け、前記送りチャック１７が該送りレール１９に乗ってスライドして前後に移動できるようにする。
前記送りクランプ１６及び送りチャック１７の移動は、人為的又は機械的に行うことが可能である。
この送りクランプ１６及び送りチャック１７の移動によって、図１の（ロ）に示すように、前記鏝に前記三層管７及び前記管継手８の端部を管状突起１０と円周溝９とに夫々差し込んで加熱でき、前記三層管７及び前記管継手８の端部の加熱終了後に、前記三層管７及び前記管継手８を前記鏝から抜き離すことが可能となる。
【００３９】
加熱後、前記鏝から抜き取った前記三層管７及び前記管継手８は、次に端部同士を接合する作業に移行するが、前記三層管７及び前記管継手８は前記送りクランプと送りチャックに把持させたままで、遅滞なく接合させには最適な方法である。
そのために、前記管端部加熱装置には、送りクランプと送りチャックとを接近させて、図２の（二）に示すように、前記三層管７の端部７ａを三層管端部差込溝１１に圧入し密着させるための台移動手段を設け、また、前記送りクランプと送りチャックとを接近させるのに障害となる前記鏝を、一旦、前記送りクランプ１６と送りチャック１７との間からその外側に移動可能とする鏝移動機構１８を設ける。
【００４０】
前記移動機構１８は、前記送りクランプ１６と送りチャック１７との間からその側方へスライドさせて移動させる構造や、図２に（ハ）に示すように、側方へ回転させる構造とする。該移動機構１８によって、前記鏝全体を送りクランプと送りチャックとの間から邪魔にならない位置まで移動させることが可能となる。
【００４１】
前記台移動手段は、図１及び図２に示すように、送りレール１９と該レールに架設した送りクランプ１６の移動台２０及び送りチャック１７の移動台２１とが共用できる。
そして、その移動範囲を、図２の（ニ）に示すように、前記移動機構１８によって、邪魔にならない位置まで移動させた鏝を跨いで、送りクランプと送りチャックとが接合可能な距離にまでに前進させることで前記三層管７の端部７ａを三層管端部差込溝１１に嵌合できるようになる。
前記台移動手段は、このように送りレール１９を配して移動台２０、２１をその上に移動させるほか、移動台２０、２１を直接ロボットアームの先端に固定して電子制御して移動させることも可能である。
【００４２】
次に、上記鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱方法について説明する。
該加熱方法は、対象となるの樹脂被覆金属三層管７の内外両側の樹脂被覆層が厚さ３ｍｍ以上の熱溶融性ポリエチレンとする。
そして、前記鏝を用い、前記三層管７を加熱する設定時間を３〜４秒とし、且つ加熱する設定温度を２８０〜３００°Ｃとして、前記各樹脂被覆層１３、１４の金属管１２側に非溶融部分を残して表層を溶融する。
また同時に、前記管継手８の三層管端部差込溝１１の内面を加熱して、該管継手８の内側と外側に非溶融部分を残して該内面表層を溶融する。
該管継手８の材質は、前記三層管７の内外両側の樹脂被覆層と同じ熱溶融性ポリエチレンとすれば、同じ加熱条件で樹脂表層を溶融でき、前記管端部加熱装置を用いて前記三層管７と管継手８とを同時に溶融可能となるので、その後の融着を進行させる上で好ましい。
【００４３】
上記加熱する温度及び時間の条件下では、前記三層管７と該管継手８の溶融部分Ｍは、図４の（イ）に示すように、樹脂被覆金属三層管７の内外両側端部の樹脂被覆層１３、１４の表層のみと、樹脂製管継手８の三層管端部差込溝１１の内面の表層のみとに形成される。
そして、その溶融部分Ｍの硬化が起こらない数秒後のうちに直ちに、図２の（二）に示すように、前記管継手８の三層管端部差込溝１１に前記三層管７の加熱端部を差し込んで両者を接合させる。
【００４４】
また、前記管継手８には、図４に示すように、該三層管７と同内径で、前記管差込溝１１の深さと同程度の長さを有する薄手の金属製薄肉管内支持管１５を用意し、加熱させた前記管継手８の開口端部８ａに予め装着しておくと、加熱で前記管継手８の内径側に生じる可能性のある変形やダレを防ぐことが可能となる。
また、該金属製薄肉管内支持管１５を用ない場合には、鏝芯２の継手加熱体４の内部に円柱状の管内支持芯２２を形成した鏝を用いれば、加熱で前記管継手８の内径側に生じる可能性のある変形やダレを防ぐことが可能となる。
【００４５】
以上によって、前記三層管７の端部が前記管継手８の三層管端部差込溝１１に差し込まれ、その接合面が融着一体的された強固な接続が実現される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、スプリンクラー用給水管の他に、水道管やガス管等の各種の液体や気体を送るために使用される樹脂被覆金属三層管と、その管を接続する管継手との融着による接合に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 支持台
２ 鏝芯
２ａ 鏝芯の基部
３ 三層管加熱体
３ａ 三層管加熱体
４ 継手加熱体
４ａ 継手加熱体
５ 電気ヒータ
６ 電気コード
７ 三層管
７ａ 三層管の端部
８ 管継手
８ａ 管継手の端部
９ 円周溝
９ａ 円周溝
１０ 管状突起
１０ａ 管状突起
１１ 三層管端部差込溝
１２ 金属管
１３ 樹脂被覆層
１４ 樹脂被覆層
１５ 肉薄管内支持管
１６ 送りクランプ
１６ａ 三層管クランプ部
１７ 送りチャック
１７ａ 継手チャック部
１８ 鏝転倒機構
１９ 送りレール
２０ 移動台
２１ 移動台
２２ 管内支持芯
Ｍ 溶融部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂被覆金属三層管の端部と樹脂製管継手の端部とを溶融接続する際に、両者の接続部分を加熱して溶融するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝と、その鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン等の樹脂管を樹脂製管継手で接続する場合、樹脂同士の接着剤による接続が困難であるため、従来、接続面を加熱溶融して融着することが行われている。
例えば、下記特許文献１には、管と継手の接続部分を加熱溶融して接続する「熱可塑性樹脂の融着接続方法」が提案されている。この方法では、図７に示すように、管状の突起Ａと柱状の突起ＢをヒータＣで加熱する加熱治具を用いて、管状の突起Ａで樹脂管Ｄの外周部分を加熱溶融し、柱状の突起Ｂで樹脂製継手Ｅの接続部分を加熱溶融し、その溶融部分を接合させて両者を溶着することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６４−６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、一般的な樹脂製の管の外周面と樹脂製の管継手の内周面とを溶融させて接合することはできても、金属管の内外に樹脂層を有する樹脂被覆金属三層管の場合では、内外の樹脂層を同時に溶融させて管継手に接合することはできない。
【０００５】
そこで本発明は、前記樹脂被覆金属三層管（以下「三層管」と呼ぶ）の内外両側の樹脂層を樹脂製管継手（以下「管継手」と呼ぶ）に融着により接続可能とするために、両者の接続端部を加熱して溶融するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝と、その鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置及び加熱方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝における請求項１に記載の発明は、樹脂被覆金属三層管の端部と、該三層管の端部の内外両側の樹脂被覆層に当接する三層管端部差込溝を備えた樹脂製管継手の端部との接合面を融着するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝であって、ａ）鏝芯に背面を固定し、前面に前記三層管の端部に差込可能に対応する円周溝を形成した三層管加熱体と、ｂ）前記鏝芯に背面を固定し、前面に前記管継手の三層管端部差込溝に差込可能に対応する管状突起を備えた継手加熱体と、ｃ）鏝芯の基部に固定した電気ヒータと、そのヒータに送電する電気コードとを備えて成ることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記発明おいて、鏝芯の継手加熱体の内部に前記管継手の内径と等しい外径の円柱状の管内支持芯を前記管継手の三層管端部差込溝の深さと同程度の高さに形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、上記各発明おいて、前記鏝芯に三層管加熱体と継手加熱体とを背合わせに設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記発明おいて、前記鏝芯に複数対の三層管加熱体及び継手加熱体を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、上記各発明おいて、前記背中合わせの三層管加熱体と継手加熱体とを、各々の中心線を共通の中心線となるように配設したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、上記各発明おいて、前記三層管加熱体の円周溝及び継手加熱体の管状突起の各表面に、ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた管端部加熱装置であって、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を支持台に固定し、ａ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の三層管加熱体の円周溝に対向させて前記三層管の端部を把持する送りクランプを設けるとともに該送りクランプの基部には前記円周溝に向けて進退可能とするクランプ移動台を設け、ｂ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の継手加熱体の管状突起に対向させて前記管継手の端部を把持する送りチャックを設けるとともに該送りチャックの基部には前記管状突起に向けて進退可能とするチャック移動台を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、上記請求項７に記載の発明おいて、ａ）前記支持台を送りクランプと送りチャックから離れるように移動可能とする鏝移動機構を設け、ｂ）前記送りクランプ及び／又は前記送りチャックの移動台を、把持した前記三層管の端部と前記管継手の端部とが接合可能な位置に移動可能とする台移動手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、上記請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱方法であって、内外両側の樹脂被覆層の厚さが３ｍｍ以上の熱溶融性ポリエチレン層を有する樹脂被覆金属三層管を対象とし、ａ）三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で前記三層管を加熱する時間を３〜４秒に設定し、且つ加熱する温度を２８０〜３００°Ｃに設定して前記各樹脂被覆層の金属管側に非溶融部分を残して表層を溶融し、ｂ）同時に、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で、樹脂製管継手の三層管端部差込溝の内面を加熱して管の内側と外側に非溶融部分を残して該内面表層を溶融し、ｃ）その溶融中に前記管継手の三層管端部差込溝に前記三層管の加熱端部を差し込んで両者を融着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝は、鏝芯に前記三層管の端部に差込可能に対応する円周溝を有する三層管加熱体と、三層管端部差込溝を有する継手加熱体とが備わっているので、金属管をポリエチレンなどの熱溶融性樹脂で内外から被覆した樹脂被覆金属三層管と樹脂製管継手との接続部分を、加熱した三層管加熱体と継手加熱体にそれぞれ差し込むことで、該三層管の内外両側の樹脂表面と、前記管継手の三層管端部差込溝の内面との接合面を確実に溶融させることが可能となる。
このため、両者を溶融させた直後に三層管端部差込溝に前記三層管の端部を差込んで接合することで、前記三層管の内外の樹脂被覆層と前記管継手の三層管を挟む溶融部分同士が融着してその接合部分を強固に密着一体化させることが可能となる。
また、その接合部分は両者が一体化されて肉厚となるので、通常では部分的に弱体化するとされる管の継手部分の強度をより高めることができる。
さらに、前記三層管の金属管の切り口端部は、接続後に管内部に又は管外部に露出する部分が全て樹脂で覆われて保護されるため、金属管端部の腐食が防止できて使用寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記鏝芯の継手加熱体の内部に円柱状の管内支持芯を形成したことで、該管内支持芯が、加熱中に前記管継手に差し込まれて管内支持管の外周面で前記管継手の内部が変化されるのを防ぎ、前記管継手への管内支持管の装着作業の工程がなくなり、その分、作業効率を高めることが可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記鏝芯に三層管加熱体と継手加熱体とを背合わせにしたので、前記三層管の端部と前記管継手の端部を両側で同時に加熱することができる。このため効率良く融着作業を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記鏝芯に複数対の三層管加熱体及び継手加熱体を設けたことで、１個の鏝で複数のサイズの前記三層管と前記管継手に対応可能となる。
即ち、取り付け交換せずに、１個の鏝で異なるサイズの前記三層管と前記管継手の融着作業を効率良く行うことが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記三層管の端部と前記管継手の端部との管中心線が共通するので、前記三層管の端部を把持する送りクランプと前記管継手の端部を把持する送りチャックの移動が、その中心線に沿って対向側で正確に行うことができ、前記三層管と前記管継手とを正確位置で接続することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記三層管加熱体の円周溝の表面と継手加熱体の管状突起の表面とに、ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を形成することで、鏝に溶融した樹脂の付着が防止され円滑に繰り返し使用することができる。
【００２１】
請求項７に記載の三層管と管継手の接続端部の加熱装置では、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の管状突起と円周溝とに対向して送りクランプが前記三層管の端部を把持して進退可能となり、また送りチャックが前記管継手の端部を把持して進退可能となる。
このため、前記三層管の端部と前記管継手の端部に同時的に嵌合することと外すことができ、前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の三層管加熱体の円周溝を三層管端部へと円滑に嵌合することができ、また前記継手加熱体の管状突起を樹脂製管継手の三層管端部差込溝の内にも円滑に嵌合することが可能となる。
さらに、溶融後、三層管の端部と管継手の端部から前記三層管加熱体と継手加熱体を円滑に引き離すことが可能となる。
そして、溶融部分の温度が低下しないうち前記三層管の端部と前記管継手の端部とを溶融状態で速やかに接合させることが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記支持台を送りクランプと送りチャックとの間から外へ移動可能とする鏝移動機構によって、三層管と管継手を把持させたままで、溶融後、直ちに前記三層管の端部と前記管継手の端部が嵌合可能な位置にまで移動して、前記三層管の端部と前記管継手の端部とを効率良く融着することが可能となる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、三層管の樹脂被覆層の金属管側に非溶融部分を残して表層のみを溶融させることが可能となる。そして、前記三層管の端部と前記管継手の端部との接触面を強固に融着一体化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の三層管と管継手の接続端部の加熱装置の（イ）が加熱前を示し、（ロ）が加熱中の状態を示す一部要部を縦断した側面図である。
【図２】本発明の三層管と管継手の接続端部の加熱装置の（ハ）が加熱後鏝を外した状態を示し、（ニ）が接続した状態を示す一部要部を縦断した側面図である。
【図３】本発明の（イ）が三層管と管継手の接続端部加熱用鏝、（ロ）が樹脂被覆金属三層管、（ハ）が樹脂製管継手を示す各縦断斜視図である。
【図４】樹脂被覆金属三層管と樹脂製管継手の接続状態の（イ）が加熱直後を示し、（ロ）が接続後を示す各縦断側面図である。
【図５】一対の三層管加熱体と継手加熱体を複数設けた鏝を示す三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の縦断斜視図である。
【図６】別の形態の（イ）が三層管と管継手の接続端部加熱用鏝、（ロ）が樹脂被覆金属三層管、（ハ）が樹脂製管継手を示す各縦断側面図である。
【図７】従来の加熱装置の加熱部分を示す縦断側面図である
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明で接続対象となる樹脂被覆金属三層管７は、図４に示すように、肉薄の金属管１２の内側と外側に樹脂被覆層１３、１４を有する樹脂被覆金属三層管７である。
前記金属管１２の材質は、アルミニウム、銅、ステンレス、鋼及びそれらの合金など各種金属管材が使用できる。
そして該金属管１２の内側と外側を被覆する樹脂材１３、１４は、熱溶融性のＰＥＲＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｒａｉｓｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の高分子ポリエチレン化合物等の使用が可能である。
【００２６】
例えば、前記三層管７がスプリンクラー用送水管の場合では、前記三層管７のサイズは、管の内径２０ｍｍ、内側の樹脂部分の肉厚さが４ｍｍ、外側の樹脂部分の肉厚さが３ｍｍ、薄肉の金属管１０の肉厚が２．２５ｍｍのものが使用に適する。その理由は、このサイズであるとスプリンクラー用の送水管としての強度を満足し、且つ湾曲性にも優れているからである。
該スプリンクラー用送水管は、配管施工の際、湾曲させたときにポリエチレン樹脂被覆層１３、１４が薄肉の金属管１２をその内側から構造的に支え、また伸び率が７７３％と大きい前記ポリエチレン層が三層管の外側を保護し、中の薄肉の金属管１２が座屈することを効果的に防止できる。しかし、屈曲が鋭角である場合では座屈が生じ易くなるのでエルボウ継手などの管継手８を介在させることが必要となる。
【００２７】
また本発明では接続対象となる樹脂製管継手８は、図４に示すように、継ぎ口の開口端部８ａに開口部の内周に沿って一周した奥の深い円形の三層管端部差込溝１１を備える。
該三層管端部差込溝１１の溝幅は溝開口部では前記三層管７の肉厚と同サイズ又は若干広い幅にするとともに、最深部では前記三層管７の金属管１２部分の肉厚よりも広く且つ該三層管７を温めた管の肉厚よりも若干狭く形成される。
また、該管継手８の径は、該三層管７の流路のネックとなるのを避けるため前記三層管２と略同内径程度の径とした管継手８を用いるのが好ましい。
【００２８】
なお、前記樹脂製管継手８には、図４に示すように、該三層管７と同内径で、前記管差込溝１１の深さと同程度の長さとした薄い銅等の金属製の肉薄管内支持管１５を用意し、加熱させた前記管継手８の開口端部８ａに装着すると良い。これは、加熱で前記管継手８の内径側に生じる樹脂の溶融による変形やダレを防ぐものである。
【００２９】
そして、接続する際には、図４の（ロ）に示すように、前記樹脂被覆層１２、１３を加熱溶融させた前記三層管７の開口端部７ａを前記管継手８の三層管端部差込溝１１（図４の（イ）中の符号Ｍで示す）に樹脂被覆層１３、１４を変形させつつ開口端部７ａが最深部に達するまで圧入して両者を密着一体化する。
このように融着することで前記三層管７が前記管継手８に強固に接続し、その接合部分の金属は樹脂で覆われるため、腐食は起こらず、液漏れの事故がなくなる。
【００３０】
本発明は、以上の如き前記樹脂被覆金属三層管と前記樹脂製管継手とを融着する際に、両者の接続端部を加熱して溶融するために用いる三層管と管継手の接続端部加熱用鏝（以下「鏝」と呼ぶ）と、その鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置及び管端部加熱方法であり、それらの本発明のうち、先ず鏝の形態から先に説明する。
【００３１】
本発明の鏝は、図３に示すように、前記三層管７の端部７ａと、該三層管７の端部７ａの内外両側の樹脂被覆層１３、１４の表面に当接する三層管端部差込溝１１を備えた前記管継手８の端部８ａとの接合面を融着するための金鏝である。
該鏝にはａ）銅製の鏝芯２に背面を固定し、前面に前記三層管７の端部７ａに差込可能に対応する円周溝９を形成した鉄製の三層管加熱体３と、ｂ）前記銅製鏝芯２に背面を固定し、前面に前記管継手８の三層管端部差込溝１１に差込可能に対応する管状突起１０を備えた鉄製の継手加熱体４と、を鏝芯２の両面に背中合わせに備える。
そして、前記鏝芯２の基部２ａに電気ヒータ５を固定し、そのヒータ５に送電する電気コード６を接続する。そして電気コード６を電源に接続して電気ヒータ５を加熱できるようにする。このため前記鏝芯２が前記電気ヒータ５で加熱されて熱伝導性の優れた金属製の該鏝芯２を熱が伝わり、該鏝芯２に設けた前記三層管加熱体３と継手加熱体４とを加熱する。
【００３２】
また、前記三層管加熱体３の円周溝９の深さと、継手加熱体４と管状突起１０の突出長さとは、接続対象のなる該三層管７と前記管継手８の溶融対応部位の長さが同じなので略同一とすることが好ましい。
そして、前記三層管加熱体３と継手加熱体４とは、図３に示すように、両側から前記三層管７と管継手８の接続端部を夫々同時に溶融できるように、厚い板状の鏝芯２の板面両側に背合わせ状態に設ける。
【００３３】
さらに、図５に示すように、１つの鏝芯２には、複数対の円周溝９、９ａを備えた三層管加熱体３、３ａ及び管状突起１０、１０ａを備えた継手加熱体４、４ａを背中合わせに一体的に設けることもできる。この形態では、複数の異なるサイズの鏝を交換せずに、１個の鏝で異なるサイズの前記三層管と管継手の融着作業を行うことが可能となる。
各三層管加熱体３、３ａ及び継手加熱体４、４ａの各設置位置は、前記鏝芯２の表面に一定の間隔を置いて縦方向や横方向に列設したり、等間隔に配置することが可能である。
【００３４】
また、図６に示すように、鏝芯２の継手加熱体４の内部には前記管継手８の内径と等しい外径の円柱状の管内支持芯２２を形成することも可能である。この形態では、管内支持芯２２が、図３に示す管内支持管１５の代用となって、加熱中に前記管継手８に差し込まれて管内支持管１５の外周面で前記管継手８の内部が変化されるのを防ぐ。
このため、前記管継手８への管内支持管１５の装着作業の工程がなくなり、その分、作業効率を高めることが可能となる。
【００３５】
さらに、前記背中合わせの三層管加熱体３と継手加熱体４とは、図１の（イ）に示すように、各々の中心線を共通の中心線とすれば、後述の加熱装置に用いた場合、前記三層管の端部を把持する送りクランプと前記管継手の端部を把持する送りチャックの移動が、その中心線に沿って対向側で正反対に移動させて行うことができ、前記三層管と管継手の位置決めを容易且つ正確に行うことが可能となる。
【００３６】
また、溶融した樹脂が前記三層管加熱体３及び継手加熱体４に付着して、前記三層管と管継手の端部が該三層管加熱体３及び継手加熱体４から容易に抜けなくなるのを防ぐため、前記三層管加熱体３の円周溝９の表面と継手加熱体４の管状突起１０の表面には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂の被覆層を形成する。
ポリテトラフルオロエチレンは溶融した三層管加熱体３及び継手加熱体４の端部の金属面に樹脂がべた付くのを防止できるため溶融後の円滑な抜取りが可能となる。
【００３７】
次に、上記鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置について説明する。
該加熱装置は、図１の（イ）に示すように、前記鏝を支持台１に固定し、該支持台１の両側に、前記鏝の管状突起１０と円周溝９とに対向して前記三層管７の端部７ａを把持して進退可能とする送りクランプ１６と、前記管継手８の端部８ａを把持して進退可能とする送りチャック１７とを備える。
【００３８】
前記送りクランプ１６は、把持する三層管７の向きに沿って全体を垂直又は水平方向に２分割し、前記三層管７の中間を横から入れてその両側から挟んで固定する。その際、前面に形成した三層管クランプ部１６ａで前記三層管７の側面を確実に挟み付けて、把持可能とする。
該送りクランプ１６の基部に移動台２０を設け、さらに移動台２０をガイドする送りレール１９を前記鏝に向けて設け、このレール１９に乗った送りクランプ１６を、前記鏝に向かって前後にスライドして移動できるようにする。
また、前記送りチャック１７は、その前面に設けた継手チャック部１７ａの３つ爪を狭めて前記管継手８を掴むようにチャックする。
そして該送りチャック１７側にも、その基部に移動台２０を設けるとともに該移動台２０をガイドする送りレール１９を前記鏝に向けて設け、前記送りチャック１７が該送りレール１９に乗ってスライドして前後に移動できるようにする。
前記送りクランプ１６及び送りチャック１７の移動は、人為的又は機械的に行うことが可能である。
この送りクランプ１６及び送りチャック１７の移動によって、図１の（ロ）に示すように、前記鏝に前記三層管７及び前記管継手８の端部を管状突起１０と円周溝９とに夫々差し込んで加熱でき、前記三層管７及び前記管継手８の端部の加熱終了後に、前記三層管７及び前記管継手８を前記鏝から抜き離すことが可能となる。
【００３９】
加熱後、前記鏝から抜き取った前記三層管７及び前記管継手８は、次に端部同士を接合する作業に移行するが、前記三層管７及び前記管継手８は前記送りクランプと送りチャックに把持させたままで、遅滞なく接合させには最適な方法である。
そのために、前記管端部加熱装置には、送りクランプと送りチャックとを接近させて、図２の（二）に示すように、前記三層管７の端部７ａを三層管端部差込溝１１に圧入し密着させるための台移動手段を設け、また、前記送りクランプと送りチャックとを接近させるのに障害となる前記鏝を、一旦、前記送りクランプ１６と送りチャック１７との間からその外側に移動可能とする鏝移動機構１８を設ける。
【００４０】
前記移動機構１８は、前記送りクランプ１６と送りチャック１７との間からその側方へスライドさせて移動させる構造や、図２に（ハ）に示すように、側方へ回転させる構造とする。該移動機構１８によって、前記鏝全体を送りクランプと送りチャックとの間から邪魔にならない位置まで移動させることが可能となる。
【００４１】
前記台移動手段は、図１及び図２に示すように、送りレール１９と該レールに架設した送りクランプ１６の移動台２０及び送りチャック１７の移動台２１とが共用できる。
そして、その移動範囲を、図２の（ニ）に示すように、前記移動機構１８によって、邪魔にならない位置まで移動させた鏝を跨いで、送りクランプと送りチャックとが接合可能な距離にまでに前進させることで前記三層管７の端部７ａを三層管端部差込溝１１に嵌合できるようになる。
前記台移動手段は、このように送りレール１９を配して移動台２０、２１をその上に移動させるほか、移動台２０、２１を直接ロボットアームの先端に固定して電子制御して移動させることも可能である。
【００４２】
次に、上記鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱方法について説明する。
該加熱方法は、対象となるの樹脂被覆金属三層管７の内外両側の樹脂被覆層が厚さ３ｍｍ以上の熱溶融性ポリエチレンとする。
そして、前記鏝を用い、前記三層管７を加熱する設定時間を３〜４秒とし、且つ加熱する設定温度を２８０〜３００°Ｃとして、前記各樹脂被覆層１３、１４の金属管１２側に非溶融部分を残して表層を溶融する。
また同時に、前記管継手８の三層管端部差込溝１１の内面を加熱して、該管継手８の内側と外側に非溶融部分を残して該内面表層を溶融する。
該管継手８の材質は、前記三層管７の内外両側の樹脂被覆層と同じ熱溶融性ポリエチレンとすれば、同じ加熱条件で樹脂表層を溶融でき、前記管端部加熱装置を用いて前記三層管７と管継手８とを同時に溶融可能となるので、その後の融着を進行させる上で好ましい。
【００４３】
上記加熱する温度及び時間の条件下では、前記三層管７と該管継手８の溶融部分Ｍは、図４の（イ）に示すように、樹脂被覆金属三層管７の内外両側端部の樹脂被覆層１３、１４の表層のみと、樹脂製管継手８の三層管端部差込溝１１の内面の表層のみとに形成される。
そして、その溶融部分Ｍの硬化が起こらない数秒後のうちに直ちに、図２の（二）に示すように、前記管継手８の三層管端部差込溝１１に前記三層管７の加熱端部を差し込んで両者を接合させる。
【００４４】
また、前記管継手８には、図４に示すように、該三層管７と同内径で、前記管差込溝１１の深さと同程度の長さを有する薄手の金属製薄肉管内支持管１５を用意し、加熱させた前記管継手８の開口端部８ａに予め装着しておくと、加熱で前記管継手８の内径側に生じる可能性のある変形やダレを防ぐことが可能となる。
また、該金属製薄肉管内支持管１５を用ない場合には、鏝芯２の継手加熱体４の内部に円柱状の管内支持芯２２を形成した鏝を用いれば、加熱で前記管継手８の内径側に生じる可能性のある変形やダレを防ぐことが可能となる。
【００４５】
以上によって、前記三層管７の端部が前記管継手８の三層管端部差込溝１１に差し込まれ、その接合面が融着一体的された強固な接続が実現される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、スプリンクラー用給水管の他に、水道管やガス管等の各種の液体や気体を送るために使用される樹脂被覆金属三層管と、その管を接続する管継手との融着による接合に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 支持台
２ 鏝芯
２ａ 鏝芯の基部
３ 三層管加熱体
３ａ 三層管加熱体
４ 継手加熱体
４ａ 継手加熱体
５ 電気ヒータ
６ 電気コード
７ 三層管
７ａ 三層管の端部
８ 管継手
８ａ 管継手の端部
９ 円周溝
９ａ 円周溝
１０ 管状突起
１０ａ 管状突起
１１ 三層管端部差込溝
１２ 金属管
１３ 樹脂被覆層
１４ 樹脂被覆層
１５ 肉薄管内支持管
１６ 送りクランプ
１６ａ 三層管クランプ部
１７ 送りチャック
１７ａ 継手チャック部
１８ 鏝転倒機構
１９ 送りレール
２０ 移動台
２１ 移動台
２２ 管内支持芯
Ｍ 溶融部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂被覆金属三層管の端部と、該三層管の端部の内外両側の樹脂被覆層に当接する三層管端部差込溝を備えた樹脂製管継手の端部との接合面を融着するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝であって、
ａ）鏝芯に背面を固定し、前面に前記樹脂被覆金属三層管の端部に差込可能に対応する円周溝を形成した三層管加熱体と、
ｂ）前記鏝芯に背面を固定し、前面に前記管継手の三層管端部差込溝に差込可能に対応する管状突起を備えた継手加熱体と、
ｃ）鏝芯の基部に固定した電気ヒータと、そのヒータに送電する電気コードと、
を備えて成ることを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用鏝。
【請求項２】
請求項１に記載の三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝において、
鏝芯の継手加熱体の内部に前記管継手の内径と等しい外径の円柱状の管内支持芯を前記管継手の三層管端部差込溝の深さと同程度の高さに形成したことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝において、
鏝芯に三層管加熱体と継手加熱体とを背合わせに設けたことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝。
【請求項４】
請求項３に記載の三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝において、
鏝芯に複数対の三層管加熱体及び継手加熱体を設けたことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の三層管と管継手の接続端部加熱金鏝において、
背中合わせの三層管加熱体と継手加熱体とを、各々の中心線を共通の中心線となるように配設したことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱金鏝。
【請求項６】
請求項１から５のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝において、
三層管加熱体の円周溝及び継手加熱体の管状突起の各表面に、ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を形成したことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用鏝。
【請求項７】
請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置であって、
ａ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を支持台に固定し、
ｂ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の三層管加熱体の円周溝に対向させて前記三層管の端部を把持する送りクランプを設けるとともに該送りクランプの基部には前記円周溝に向けて進退可能とするクランプ移動台を設け、
ｃ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の継手加熱体の管状突起に対向させて前記管継手の端部を把持する送りチャックを設けるとともに該送りチャックの基部には前記管状突起に向けて進退可能とするチャック移動台を設け、
たことを特徴とする三層管と管継手の接続端部の加熱装置。
【請求項８】
請求項７に記載の三層管と管継手の接続端部の加熱装置であって、
ａ）前記支持台を送りクランプと送りチャックから離れるように移動可能とする鏝移動機構を設け、
ｂ）前記送りクランプ及び／又は前記送りチャックの移動台を、把持した前記三層管の端部と前記管継手の端部とが接合可能な位置に移動可能とする台移動手段を設け、
たことを特徴とする三層管と管継手の接続端部の加熱装置。
【請求項９】
請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱方法であって、
内外両側の樹脂被覆層の厚さが３ｍｍ以上の熱溶融性ポリエチレン層を有する樹脂被覆金属三層管を対象とし、
ａ）三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で前記三層管を加熱する時間を３〜４秒に設定し、且つ加熱する温度を２８０〜３００°Ｃに設定して前記各樹脂被覆層の金属管側に非溶融部分を残して表層を溶融し、
ｂ）同時に、三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で脂製管継手の三層管端部差込溝の内面を加熱して管の内側と外側に非溶融部分を残して該内面表層を溶融し、
ｃ）直ちに前記管継手の三層管端部差込溝に前記三層管の加熱端部を差し込んで両者を融着することを特徴とする三層管と管継手の接続端部の加熱方法。
【請求項１】
樹脂被覆金属三層管の端部と、該三層管の端部の内外両側の樹脂被覆層に当接する三層管端部差込溝を備えた樹脂製管継手の端部との接合面を融着するための三層管と管継手の接続端部加熱用鏝であって、
ａ）鏝芯に背面を固定し、前面に前記樹脂被覆金属三層管の端部に差込可能に対応する円周溝を形成した三層管加熱体と、
ｂ）前記鏝芯に背面を固定し、前面に前記管継手の三層管端部差込溝に差込可能に対応する管状突起を備えた継手加熱体と、
ｃ）鏝芯の基部に固定した電気ヒータと、そのヒータに送電する電気コードと、
を備えて成ることを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用鏝。
【請求項２】
請求項１に記載の三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝において、
鏝芯の継手加熱体の内部に前記管継手の内径と等しい外径の円柱状の管内支持芯を前記管継手の三層管端部差込溝の深さと同程度の高さに形成したことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝において、
鏝芯に三層管加熱体と継手加熱体とを背合わせに設けたことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝。
【請求項４】
請求項３に記載の三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝において、
鏝芯に複数対の三層管加熱体及び継手加熱体を設けたことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用金鏝。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の三層管と管継手の接続端部加熱金鏝において、
背中合わせの三層管加熱体と継手加熱体とを、各々の中心線を共通の中心線となるように配設したことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱金鏝。
【請求項６】
請求項１から５のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝において、
三層管加熱体の円周溝及び継手加熱体の管状突起の各表面に、ポリテトラフルオロエチレンの被覆層を形成したことを特徴とする三層管と管継手の接続端部加熱用鏝。
【請求項７】
請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱装置であって、
ａ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を支持台に固定し、
ｂ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の三層管加熱体の円周溝に対向させて前記三層管の端部を把持する送りクランプを設けるとともに該送りクランプの基部には前記円周溝に向けて進退可能とするクランプ移動台を設け、
ｃ）前記三層管と管継手の接続端部加熱用鏝の継手加熱体の管状突起に対向させて前記管継手の端部を把持する送りチャックを設けるとともに該送りチャックの基部には前記管状突起に向けて進退可能とするチャック移動台を設け、
たことを特徴とする三層管と管継手の接続端部の加熱装置。
【請求項８】
請求項７に記載の三層管と管継手の接続端部の加熱装置であって、
ａ）前記支持台を送りクランプと送りチャックから離れるように移動可能とする鏝移動機構を設け、
ｂ）前記送りクランプ及び／又は前記送りチャックの移動台を、把持した前記三層管の端部と前記管継手の端部とが接合可能な位置に移動可能とする台移動手段を設け、
たことを特徴とする三層管と管継手の接続端部の加熱装置。
【請求項９】
請求項１から６のうちいずれかに記載の三層管と管継手の接続端部加熱用鏝を用いた三層管と管継手の接続端部の加熱方法であって、
内外両側の樹脂被覆層の厚さが３ｍｍ以上の熱溶融性ポリエチレン層を有する樹脂被覆金属三層管を対象とし、
ａ）三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で前記三層管を加熱する時間を３〜４秒に設定し、且つ加熱する温度を２８０〜３００°Ｃに設定して前記各樹脂被覆層の金属管側に非溶融部分を残して表層を溶融し、
ｂ）同時に、三層管と管継手の接続端部加熱用鏝で脂製管継手の三層管端部差込溝の内面を加熱して管の内側と外側に非溶融部分を残して該内面表層を溶融し、
ｃ）直ちに前記管継手の三層管端部差込溝に前記三層管の加熱端部を差し込んで両者を融着することを特徴とする三層管と管継手の接続端部の加熱方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２８０８１（Ｐ２０１３−２８０８１Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５９６５（Ｐ２０１１−１６５９６５）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５９３０００９７１）株式会社テクノフレックス (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５９３０００９７１）株式会社テクノフレックス (12)
【Ｆターム（参考）】
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