配管材及びその製造方法
【課題】金属材料の使用量を少なくすることができるとともに、継手部分を小さくできて、配管施工工数を少なくすることができる、さらに、複合管端面の金属製中間層が内部を流れる水に接触しないように複合管と継手とを一体化した配管材及びこの配管材を環境や人による強度のバラツキを生じることなく、複合管と継手との安定した接続品質を得ることができる配管材の製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】金型６のキャビティ６１内に複合管１の管端部を臨ませた状態で、熱可塑性樹脂をキャビティ６１内に射出充填して継手本体２１を成形すると同時に、少なくとも複合管１の内層１２と、継手本体２１とをその界面で周方向に連続して融着することによって複合管１と継手本体２１とを一体化した。
【解決手段】金型６のキャビティ６１内に複合管１の管端部を臨ませた状態で、熱可塑性樹脂をキャビティ６１内に射出充填して継手本体２１を成形すると同時に、少なくとも複合管１の内層１２と、継手本体２１とをその界面で周方向に連続して融着することによって複合管１と継手本体２１とを一体化した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水・給湯配管や、冷暖房用の冷温水配管、あるいは温水設備などに使用する複合管と継手とが予め一体化された配管材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
給水・給湯配管や、冷暖房用の冷温水配管、あるいは温水設備などに使用する管として、例えば、内外層がポリエチレン等の熱可塑性樹脂で形成され、中間層がアルミニウムなどの金属で形成された３層以上の層からなる金属複合管（以下、「複合管」と記す）が用いられている。
このような複合管は、従来、かしめ継手（特許文献１参照）、ワンタッチ継手（特許文献２参照）、袋ナットを締め付ける方式の継手（特許文献３参照）等の管継手を用いて他の金属製の配管材と接続されるようになっている。
【０００３】
また、製造コストダウンと省資源化を目的に、塑性変形可能であるプラスチック管と、このプラスチック管の先端部側に嵌め込んである環状のスペーサ部材と、このスペーサ部材に接続される接続部材とから構成されており、上記プラスチック管の先端部側の外周に凸部を形成してあり、上記スペーサ部材は、その内周に接続凹部を形成してあって、この接続凹部に上記プラスチック管の凸部が圧入されている配管の接続体が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５４０５号公報
【特許文献２】特許４１７９９１９号公報
【特許文献３】特開平６−３４６９９４号公報
【特許文献４】特開２００９−１９７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の接続に用いられる管継手は、継手本体が、かしめや締め付けに耐えるように、金属材料（主に銅合金）で形成されているため、以下のいずれかの問題がある。
（１）金属価格の変動によりコストが高く、また安定供給のリスクが高い。
（２）重量が重くなる。
（３）腐食の発生リスクがある。
（４）継手を構成する部材の点数が多く、それらの組立が必要なため、組立工数、時間を要し、コストアップの要因となっている。
（５）組立時に不良部材を間違って使用するおそれや、組立間違いなどの製品不良が発生するおそれがある。
（６）管継手に抜け止めや止水の構造を持たせるため、管継手全体が大きくなり、狭い場所での配管ができないという問題がある。
（７）管の端面に流体が触れるため、上記複合管の場合、中間層の金属が腐食し、管の寿命を低下させるおそれがある。
【０００６】
一方、樹脂製配管材と樹脂製配管材との接続方法としては、上記のメカニカルな接続方法以外にバット融着や電気融着継手を用いた接続方法がある。
しかしながら、バット融着は、接合しようとする配管材の端面を熱板等で溶融したのち、端面同士を突き合わせて接合するようになっている。したがって、バット融着では、上記中間層に溶融しない金属層を備えている複合管の場合、他の配管材の管端面を複合管の管端面に押し付けた際に、溶融樹脂に面圧を加えることが難しく、うまく融着できないとい問題がある。
【０００７】
他方、電気融着継手では、管の外周面で接続するが、上記複合管の場合、樹脂製の外層肉厚が薄く、溶融樹脂が十分に確保できない。さらに管の偏平などがあり、周方向で均一に溶融し、面圧をたてるのが困難であることから、安定した融着強度が発現できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて、金属材料の使用量を少なくすることができるとともに、継手部分を小さくできて、配管施工工数を少なくすることができる、さらに、複合管端面の金属製中間層が内部を流れる水に接触しない配管材及びこの配管材を環境や人による強度のバラツキを生じることなく、複合管と継手との安定した接続品質を得ることができる配管材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明にかかる配管材は、熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えた複合管の管端部に、継手の継手本体が一体化されてなる配管材であって、前記複合管の内層と、前記継手本体との界面で周方向に連続して融着されて一体化されていることを特徴とする配管材。
【００１０】
本発明の配管材は、特に限定されないが、継手本体の内側に通水部を形成するとともに、継手本体を補強するインコアを備えていることが好ましい。
また、上記インコアは、複合管の内周面に接する鍔部を備えていることが好ましい。
インコアの材質としては、継手本体を射出成形する際に、射出樹脂の熱によって溶融しなければ特に限定されないが、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼等の金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
【００１１】
また、本発明の配管材は、鍔状に外側に張り出し、他の継手との連結保持具の一部が係合する係合部を有する構造としてもよい。
連結保持具としては、係合部に係合して配管材の継手と、他の継手との連結状態を保持できれば、特に限定されないが、例えば、両継手の接合部を弾性的にクリップする対向して設けられた２つのクリップ部を有するとともに、両クリップ部に設けられたスリット状の係合孔内に、本発明の配管材の係合部を、他の継手の係合部とともに、挿入してクリップ部に係合状態として連結状態を保持するようにした、ファスナークリップやクイックファスナーと称されるものが用いられる。
また、上記係合部は、その連結保持具接触面が継手本体より高強度の材料からなる補強部材で形成されていることが好ましい。
【００１２】
補強部材は、継手本体より強度的に優れ、継手本体を射出成形する際に、射出樹脂の熱によって溶融しなければ特に限定されないが、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼等の金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
【００１３】
上記複合管としては、熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えていれば、特に限定されないが、例えば、積水化学工業社製の商品名エスロンスーパーエスロメタックス等の市販のものを用いることができる。
また、内層及び外層が複層になっているものでも構わないし、内層と外層とが異なる熱可塑性樹脂で形成されていても構わない。
【００１４】
継手本体の材質としては、使用環境による制約（温度、圧力、水質等）、製造条件による制約等により各種材質を選定可能だが、複合管の内層との融着性を考慮し、内層と同じ材料を選定することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の配管材は、特に限定されないが、複合管の内層が継手本体と融着される部分は、その少なくとも先端部が、外側に広がるように拡径加工されあるいは折り曲げ加工されている構成としてもよい。
【００１６】
さらに、本発明の配管材は、特に限定されないが、複合管の管端部の少なくとも一部が継手本体内に内包されている構成としてもよい。
上記複合管の管端部の少なくとも一部が継手本体内に内包されている構成とする場合、継手本体と複合管とがより強固に一体化されるように、複合管の継手本体内に内包された部分に複合管の管壁を貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して継手本体に一部が連通している構成とすることが好ましい。
【００１７】
上記貫通孔は、特に限定されないが、一つの貫通孔の面積が複合管の断面積の１０〜１５％となることが好ましい。
すなわち、一つの貫通孔の面積が複合管の断面積の１０％未満の場合、継手本体を射出成形する際に射出樹脂が貫通孔内にうまく流入しないなどの成形上の問題に加え、貫通孔を介して射出樹脂がうまく一体化せず、管軸方向に対するスラスト荷重に対して引抜防止力が低下して、漏水の危険性が生じるおそれがある。
【００１８】
一方、一つの貫通孔の面積が複合管の断面積の１５％より大きい場合、複合管の軸方向の引張強度が低下するため、管軸方向に対するスラスト荷重に対して引抜防止力が低下し、漏水の危険性が生じるおそれがある。
また、上記貫通孔は、特に限定されないが、管の同一円周上に均等に配置されることが好ましく、同一円周上に並ぶすべての貫通孔の直径の和は管円周の30%未満とすることが好ましい。
すなわち、管の同一円周上に均等に配置されない場合、管の同一円周上の引張強度に偏りが生じるため、管軸方向に対するスラスト荷重に対して応力集中が起こり、管破壊等による漏水の危険性が生じるおそれがある。
また、同一円周上に並ぶ全ての貫通孔の直径の和が管円周の30%より大きい場合、複合管の軸方向の引張強度が低下するため、管軸方向に対するスラスト荷重に対して引抜防止力が低下し、漏水の危険性が生じるおそれがある。
【００１９】
本発明にかかる配管材の製造方法は、射出成形金型のキャビティ内に複合管の管端部が臨むように複合管を配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形することを特徴としている。
【００２０】
本発明の配管材の製造方法は、継手本体と別部材からなるインコア及び連結保持具の係合部の補強部材の少なくともいずれか一方を、複合管の管端部とともに、キャビティ内に配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形するようにしても構わない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる配管材は、以上のように、熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えた複合管の管端部に継手の継手本体が一体化されてなる配管材であって、前記複合管の内層と、前記継手本体との界面で周方向に連続して融着されて一体化されているので、金属材料の使用量を少なくすることができるとともに、継手部分を小さくできて、狭い場所での配管や、継手近傍での曲げにも対応しやすい。また、予め複合管が継手本体と一体化されているので、複合管を現場で継手に接続するという手間がなく、配管施工工数を少なくすることができる。
しかも、複合管の内層と継手本体とが界面で周方向に連続して融着されているので、通水部を流れる水が中間層の金属に接触することがない。したがって、中間層が配管内部を流れる接触することによる中間層を構成する金属の腐食がない。
【００２２】
本発明にかかる配管材の製造方法は、射出成形金型のキャビティ内に複合管の管端部が臨むように複合管を配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形することによって、上記本発明の配管材を製造するようにしたので、成形条件を一定とすることで、環境や人による強度のバラツキを生じることなく、複合管と継手との安定した接続品質を得ることができる。
そして、継手本体を成形すると同時に複合管が継手本体と融着状態で接続されるので、迅速、安価に本発明の配管材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる配管材の第１の実施の形態をあらわす断面図である。
【図２】図１の配管材の使用方法の１例をあらわし、他の継手への装着前の状態の断面図である。
【図３】図２の例において、他の継手への装着状態の断面図である。
【図４】図１の配管材の製造方法の１例を概略的に説明する図である。
【図５】図１の配管材の製造方法の他の例を概略的に説明する図である。
【図６】本発明にかかる配管材の第２の実施の形態をあらわす断面図である。
【図７】本発明にかかる配管材の第３の実施の形態をあらわす断面図である。
【図８】本発明にかかる配管材の第４の実施の形態をあらわす断面図である。
【図９】図８の配管材の原管の加工方法の第１加工工程を模式的に説明する図である。
【図１０】図８の配管材の原管の加工方法の第２加工工程を模式的に説明する図である。
【図１１】本発明にかかる配管材の第５の実施の形態をあらわす正面図である。
【図１２】図９の配管材の断面図である。
【図１３】本発明にかかる配管材の第６の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１４】本発明にかかる配管材の第７の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１５】本発明にかかる配管材の第８の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１６】本発明にかかる配管材の第９の実施の形態をあらわす断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる配管材の第１の実施の形態をあらわしている。
【００２５】
図１に示すように、この配管材Ａは、複合管１と継手２aとからなる。
複合管１は、ポリエチレンからなる外層１１及び内層１２と、アルミニウムからなる中間層１３とを備えている。
【００２６】
継手２aは、継手本体２１と、補強部材２２と、インコア２３と、２つのOリング２４から構成され、中間部に、外側に鍔状に張り出すように後述する連結保持具４が係合する係合部２０を備えている。
【００２７】
継手本体２１は、内層１２に融着しやすい内層１２と同種のポリエチレンからなり、筒状をしていて、一端に複合管連結部２１aを有し、他端に差口部２１ｂを備え、中間部に、外側に鍔状に突出する係合部２０の台座部２１ｃが設けられている。
複合管連結部２１aは、継手本体２１の一端部に設けられていて、複合管１の管端部内外周面及び管端面を覆った状態で、そのほぼ全界面で複合管１の外層１１及び内層１２と融着一体化されている。すなわち、内層１２と継手本体２１とは、周方向に連続して融着されている。
【００２８】
差口部２１ｂは、継手本体２１の他端部に設けられていて、リング状凹溝２１ｄを中間部に備えているとともに、先端にその底面の外径が、リング状凹溝２１ｄの底面の外径とほぼ同じである切欠段部２１eを備えている。
台座部２１ｃは、その外径が係合部２０の外径より、後述する補強部材２２の肉厚の２倍分小径になっている。
【００２９】
補強部材２２は、断面略Ｌの字形のリング状をしていて、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼などの金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチック等の射出樹脂温度によって熱変形することがなく、ポリエチレンより強度的にすぐれた材料から形成されている。
また、補強部材２２は、Ｌの字の縦辺部分２２aが、台座部２１ｃの複合管１側の壁面に沿うとともに、縦辺の上端部分が継手本体２１内に埋設され、Lの字の横片部分２２ｂが台座部２１ｃの外周面に沿うように継手本体２１に一体化されている。
【００３０】
そして、係合部２０は、台座部２１ｃと、補強部材２２のＬの字の縦辺部分２２aの継手本体２１からの露出部及びＬの字の横片部分２２ｂとから形成されている。
【００３１】
インコア２３は、通水部を構成する筒状本体部２３aと、この筒状本体部２３aの両端部でそれぞれ外側に張り出すように設けられた第１鍔部２３ｂ、第２鍔部２３ｃとを備え、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼などの金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチック等の射出樹脂温度によって熱変形することがなく、ポリエチレンより強度的にすぐれた材料から形成されている。
筒状本体部２３ａは、その外径が補強部材２２のリング内径より小さい。したがって、補強部材２２と複合管１とは、継手本体２１を介して完全に縁切りされている。
【００３２】
一方の第１鍔部２３ｂは、その外径が複合管１の内径とほぼ同じか少し大きく形成され、複合管１の内部に嵌り込んでその周面が複合管１の内周面に密着しているとともに、継手本体２１の複合管内側で継手本体２１の一方の端面に密着している。
他方の第２鍔部２３ｃは、継手本体２１の差口部２１ｂの外径とほぼ同じ外径をしていて、継手本体２１の他方の端面に密着するとともに、継手本体２１の切欠段部２１eとによってリング状の凹溝を形成している。
【００３３】
Oリング２４は、ＥＰＤＭ（エチレン‐プロピレン‐ジエン共重合体）等の通常の配管材の止水に用いられる合成ゴムからなり、リング状凹溝２１ｄ及び、切欠段部２１eと第２鍔部２３ｃとによって形成された凹溝内に嵌装されている。
【００３４】
この配管材Ａは、例えば、図２及び図３に示すように、受口付きの金属製継手３に、連結保持具４を用いて接続固定することができる。
すなわち、この継手３は、一方に受口３１を備え、他方にねじ筒部３２を備えている。
受口３１は、継手２aの差口部２１ｂとほぼ同じ形状をした筒状をしていて、外側に鍔状に張り出す係合部３１ａをその先端に備えている。
係合部３１ａは、係合部２０とほぼ同じ外径をしている。
【００３５】
そして、配管材Ａは、図２に示すように、差口部２１ｂを、受口３１内を臨むように配置し、図３に示すように、差口部２１ｂを受口３１内に挿入嵌合させる。
この状態で、継手２aの係合部２０と、係合部３１ａの端面同士がほぼ密着状態となる。
つぎに、両係合部２０，３１ａの一部が連結保持具４の対向するクリップ部４１（図２，３では片側しかあらわれていない）にそれぞれ設けられた係合孔４１ａ内に入り込むように、連結保持具４を取り付けて、継手２ａと継手３との接合部両側を両クリップ部４１によって弾性的にクリップしたのち、両クリップ部４１の開放端４１ｂを、連結保持具４の離脱防止部材４２に対向して設けられた係止爪４２ａに係止させる。
【００３６】
つぎに、この配管材Ａの製造方法の１例について図４及び図５を参照しながら詳しく説明する。
この配管材Aの製造方法は、まず、補強部材２２をインコア２３の筒状本体部２３aに遊嵌状態となるようにセットしたのち、第１鍔部２３ｂが複合管１の管端から所定位置まで入り込むように、インコア２３の一端部を複合管１内に挿入して複合管１と、補強部材２２と、インコア２３とを予備組み立てする。
この、予備組み立てによって第１鍔部２３ｂの外周面が複合管１の内周面に密着した状態となる。
【００３７】
続いて、この予備組み立てされた複合管１と、補強部材２２と、インコア２３とを、複合管１の少なくとも内層１２を必要に応じて予備加熱した状態で第１射出成形金型（以下、「金型」とのみ記す）６のキャビティ６１内にセットする。
このセットによって、補強部材２２は、リングの中心が、インコア２３の筒状本体部２３ａの中心軸と一致するとともに、筒状本体２３ａとの間にリング状の隙間が保持した状態となる。すなわち、補強部材２２とインコア２３とが直接接触しない状態に保持される。
【００３８】
つぎに、図４に示すように、キャビティ６１のリング状凹溝２１ｄと切欠段部２１eとの間部分を形成する部分を臨む位置に設けられたゲート６２、あるいは、図５に示すように、キャビティ６１の複合管連結部２１aを形成する部分を臨む位置に設けられたゲート６３からポリエチレンを射出充填して継手本体２１を成形する。
【００３９】
この配管材Ａは、上記のように、継手２ａの大半をしめる継手本体２１が樹脂で形成されるので、金属材料の使用量を少なくすることができる。
そして、複合管１と継手本体２１とが、継手本体２１を射出成形すると同時に融着一体化されて、継手２aと複合管１とが予め一体となっているので、組立時に不良部材を間違って使用するおそれや、組立間違いなどの製品不良が発生するおそれがないとともに、継手２aに複合管１からの抜け止めや止水の構造を持たせる必要がないため、継手２ａ部分の大きさを小さくすることができ、狭い場所での配管施工を容易に行うことができる。
【００４０】
さらに、内層１２と継手本体２１とが、周方向に連続して融着されているので、この融着部によってシールされて、中間層１３のアルミニウムが配管中を流れる水に接触して腐食することがない。すなわち、安定した施工状態を常に確保することができる。
また、この配管材Ａは、係合部２０の連結保持具４に接触する部分が継手本体２１より強度が高い材料で形成されているので、連結保持具４の着脱の際に継手２aが傷みにくいとともに、配管材Ａと継手３とを高い接続強度で接続することができる。
【００４１】
そして、補強部材２２とインコア２３とが継手本体２１を介して完全に縁切りされているので、複合管１側からインコア２３の外側に配管内の水が入り込み、継手本体２１とインコア２３との間に水みちができてもＯリング２４部分で止水できるため、外部に漏水することが決してない。
したがって、インコア２３と継手本体２１との間に水みちが形成されないように、射出成形の際にインコア２３の周面にパッキンや接着剤等のシール部材を配置する必要がない。
【００４２】
この配管材Ａは、インコア２３を備えているので、継手本体２１が内側から補強され、継手２aが強度的に優れたものとなる。
また、製造工程においては、インコア２３が第１鍔部２３ｂを備え、この第１鍔部２３ｂが継手本体２１の射出樹脂の複合管１内への必要以上の流入を止める堰となるため、金型６に入れ子等を設ける必要がなく、金型構造を簡易にすることができ、金型コストを低減できる。
【００４３】
なお、図４に示すように、キャビティ６１のリング状凹溝２１ｄと切欠段部２１eとの間部分を形成する部分を臨む位置にゲート６２を設けた場合、リング状凹溝２１ｄ及び切欠段部２１eの部分をより寸法精度良く、製造することができる。また、リング状凹溝２１ｄ及び切欠段部２１eの部分をより寸法精度良く成形できるため、凹溝と切欠段部との間隔も短くでき、結果として継手本体２１全体の長さを短くできるという利点がある。
一方、図５に示すように、キャビティ６１の複合管連結部２１aを形成する部分を臨む位置にゲート６３を設けた場合、複合管１と継手本体２１とがより融着しやすいという利点がある。
【００４４】
図６は、本発明にかかる配管材の第２の実施の形態をあらわしている。
図６に示すように、この配管材Ｂは、継手２ｂがインコア２３を備えていない以外は、上記配管材Ａと同様になっている。
この配管材Ｂは、継手２ｂがインコア２３を備えていないので、上記配管材Ａに比べ、部品点数が少なくなり、コストダウンを図るとともに、作業工数も少なくなる。
【００４５】
図７は、本発明にかかる配管材の第３の実施の形態をあらわしている。
図７に示すように、この配管材Ｃは、継手２ｃが補強部材２２を備えておらず、係合部２０が継手本体２１に直接設けられている以外は、上記配管材Ａと同様になっている。
この配管材Ｃは、補強部材２２を備えていないので、上記配管材Ａに比べ、部品点数が少なくなり、コストダウンを図るとともに、作業工数も少なくなる。
【００４６】
図８は、本発明にかかる配管材の第４の実施の形態をあらわしている。
図８に示すように、この配管材Ｄは、以下の構成以外は、配管材Ａと同様になっている。
すなわち、この配管材Ｄは、継手２ｄを構成する複合管１ｄの先端部に、複合管１ｄの原管の先端部を外側に略直角に折り曲げることによって形成したフランジ部１４を備えている。
【００４７】
この配管材Ｄは、フランジ部１４を備えているので、使用状態において、複合管１ｄの継手本体２１からの引き抜き方向の力が折れ曲がったフランジ部１４で受けられて強度的に優れたものとなる。
【００４８】
なお、原管の先端部を外側に略直角に折り曲げる方法は、特に限定されないが、例えば図９及び図１０に示すような方法が挙げられる。
すなわち、まず、図９（ａ）に示すように、原管１００の一端に拡径治具(テーパコア)２００を臨ませたのち、図９（ｂ）に示すように、拡径治具２００を原管１００内に押し込んで原管１００の一端をテーパ状に一旦拡径した一次加工品１１０を形成する。なお、テーパ角は、６０〜７０°程度でよい。
【００４９】
つぎに、一次加工品１１０を図１０（ａ）に示すように、金型３００にセットし、一次加工品１１０の拡径部１１１の端面を一方の型３１０の受面３１１に当接させながら、他方の型３２０を一方の型３１０方向に移動させながら、他方の型３２０に設けられた挟着リング３２１を一方の型３１０側に移動させて、図１０（ｂ）に示すように、拡径部１１１を受面３１１と、挟着リング３２１との間で挟み着けてフランジ部１４を形成する。
【００５０】
図１１及び図１２は、本発明にかかる配管材の第５の実施の形態をあらわしている。
図１１及び図１２に示すように、この配管材Ｅは、以下の構成以外は、配管材Ａと同様になっている。
【００５１】
すなわち、この配管材Ｅは、継手２ｅを構成する複合管１ｅの先端部に折れ曲がり部１５を備えている。そして、折れ曲がり部１５は、複合管１ｅ原管の先端部に図９に示すように放射状に切れ目１６を形成し、この切れ目１６を形成した部分を原管の外径方向に略１８０°折り曲げることによって形成されている。
【００５２】
この配管材Ｅは、複合管１ｅの先端部の継手本体２１内に内包される部分に折れ曲がり部１５を備えているので、使用状態において、複合管１ｅの継手本体２１からの引き抜き方向の力が折れ曲がり部１５で受けられて強度的に優れたものとなる。
さらに、射出成形時、切れ目１６部分に射出樹脂が完全充填されるので、管端部に周方向の強度低下がない。
なお、切れ目１６の総面積は、特に限定されないが、折り曲げた管端部の総面積の３０％未満とすることが好ましい。３０%以上とすると、管の強度を担保する金属層の割合が減少し管軸方向のスラスト荷重に対する引抜防止力が低下し、漏水の危険性が生じるおそれがある。
【００５３】
図１３は、本発明にかかる配管材の第６の実施の形態をあらわしている。
図１３に示すように、この配管材Ｆは、以下の構成以外は、配管材Ａと同様になっている。
【００５４】
すなわち、この配管材Ｆは、継手２ｆを構成する複合管１ｆの先端部に、図示していないが、上記配管材Ｅと同様に、放射状に切れ目を備えているとともに、継手本体２１内で切れ目の設けられた部分が外側に渦巻き状に折り曲げられた抜け止め部１７を備えている。
【００５５】
この配管材Ｆは、複合管１ｅの先端部の継手本体２１内に内包される部分に抜け止め部１７を備えているので、使用状態において、複合管１ｅの継手本体２１からの引き抜き方向の力が抜け止め部１７で受けられて強度的に優れたものとなる。
【００５６】
図１４は、本発明にかかる配管材の第７の実施の形態をあらわしている。
図１４に示すように、この配管材Ｇは、継手２ｇを構成する複合管１ｇの先端に上記配管材Ｄと同様にフランジ部１８を備えるとともに、複合管１ｇの継手本体２１内に内包される部分に、周方向に等ピッチで貫通孔１８ａが穿設されていて、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１８ａを介して連通している以外は、上記配管材Ｄと同様になっている。
【００５７】
この配管材Ｇは、フランジ部１８を備えているので、上記配管材Ｄと同様に複合管１ｇの継手本体２１からの引き抜き方向の力が折れ曲がったフランジ部１８で受けられて強度的に優れたものとなる。しかも、貫通孔１８ａを備え、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１８ａを介して連通しているので、複合管１ｇに周方向のねじれが加わっても融着部が剥離して漏水が起きるという事故も防止できる。
【００５８】
図１５は、本発明にかかる配管材の第８の実施の形態をあらわしている。
図１５に示すように、この配管材Ｈは、以下の構成以外は、上記配管材Ｄと同様になっている。
【００５９】
すなわち、この配管材Ｈは、継手２ｈを構成する複合管１ｈの先端部に、複合管１ｈの原管の管端部を外側に略直角に折り曲げることによって形成したフランジ部１９を備えている。
そして、複合管１ｈの継手２ｈを構成する部分は、複合管１ｈの内層１２のみが、継手本体２１と接触して融着されているとともに、補強部材２２を設けず、複合管１ｈのフランジ部１８が、補強部材を兼ねるようになっている。
【００６０】
この複合管１ｈは、フランジ部１９が、補強部材を兼ねるようになっているので、部品点数が少なくなるという利点を備えている。
【００６１】
図１６は、本発明にかかる配管材の第９の実施の形態をあらわしている。
図１６に示すように、この配管材Ｉは、以下の構成以外は、上記配管材Ａと同様になっている。
【００６２】
すなわち、この配管材Ｉは、継手２ｉを構成する複合管１ｉの先端部に複合管１ｉの原管の管端部を外側に略直角に折り曲げることによって形成したフランジ部１０を備えている。
フランジ部１０は、その先端部が継手本体２１内に内包されておらず、先端部の内層１２部分のみが継手本体２１に融着状態になっている。
【００６３】
また、複層管１ｉの継手本体２１内に内包された部分には、フランジ部１０の基端部及び直管部分１０ｂのそれぞれに貫通孔１０ａが周方向に等ピッチで穿設されていて、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１０ａを介して連通している。
さらに、この配管材Ｉは、補強部材２２を設けず、フランジ部１０が、補強部材を兼ねるようになっている。
【００６４】
この配管材Ｉは、フランジ部１０が、補強部材を兼ねるようになっているので、上記配管材Ｈと同様に部品点数が少なくなるという利点を備えている。
しかも、複合管１ｈの継手２を構成する部分がフランジ部１０の先端部を除き大部分が継手本体２１に内包されているので、複合管１ｉの継手本体２１からの引き抜き方向の力がフランジ部１０の基端部で受けられて強度的に優れたものとなる。また、貫通孔１８ａを備え、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１８ａを介して連通しているので、複合管１ｉに周方向のねじれが加わっても融着部が剥離して漏水が起きるという事故も防止できる。
【００６５】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、継手本体が複合管の外層及び内層と同じポリエチレンで形成されていたが、複合管と融着可能であれば、他の熱可塑性樹脂でも構わない。
上記の実施の形態では、金型のキャビティが１つであったが、多数個取りするために、金型内に複数のキャビティを設けるようにしても構わない。
【００６６】
上記の実施の形態では、配管材が連結保持具で他の継手と連結固定されるようになっていたが、インコアを、第２鍔部に連続してねじ筒を備えた形状とし、このねじ筒を用いてヘッダー等に直接接合できるようにしても構わない。
上記の実施の形態では、Ｏリングを２つ備えていたが、１つでも構わないし、３つ以上でも構わない。
【００６７】
上記の実施の形態では、本発明の配管材に接続される他の継手が金属製であったが、エンジニアリングプラスチック製であってもよい。
上記の実施の形態では、継手本体を射出成形すると同時に複合管の内層と継手本体とが融着されるようになっていたが、継手本体を予め成形し、複合管を継手本体に設けられたリング状をした溝内に挿入し、超音波融着するようにしても構わない。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ 配管材
１，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ 複合管
１０ フランジ部
１０ａ 貫通孔
１５ 折れ曲がり部
１６ 切れ目
１７ 抜け止め部
１８ フランジ部
１８ａ 貫通孔
１９ フランジ部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ 継手
２０ 係合部
２１ 継手本体
２１ａ 複合管連結部
２１ｂ 差口部
２２ 補強部材
２３ インコア
２３ａ 筒状本体部（通水部）
２３ｂ 第１鍔部
２３ｃ 第２鍔部
２４ Ｏリング
４ 連結保持具
６ 射出成形金型
６１ キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水・給湯配管や、冷暖房用の冷温水配管、あるいは温水設備などに使用する複合管と継手とが予め一体化された配管材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
給水・給湯配管や、冷暖房用の冷温水配管、あるいは温水設備などに使用する管として、例えば、内外層がポリエチレン等の熱可塑性樹脂で形成され、中間層がアルミニウムなどの金属で形成された３層以上の層からなる金属複合管（以下、「複合管」と記す）が用いられている。
このような複合管は、従来、かしめ継手（特許文献１参照）、ワンタッチ継手（特許文献２参照）、袋ナットを締め付ける方式の継手（特許文献３参照）等の管継手を用いて他の金属製の配管材と接続されるようになっている。
【０００３】
また、製造コストダウンと省資源化を目的に、塑性変形可能であるプラスチック管と、このプラスチック管の先端部側に嵌め込んである環状のスペーサ部材と、このスペーサ部材に接続される接続部材とから構成されており、上記プラスチック管の先端部側の外周に凸部を形成してあり、上記スペーサ部材は、その内周に接続凹部を形成してあって、この接続凹部に上記プラスチック管の凸部が圧入されている配管の接続体が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５４０５号公報
【特許文献２】特許４１７９９１９号公報
【特許文献３】特開平６−３４６９９４号公報
【特許文献４】特開２００９−１９７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の接続に用いられる管継手は、継手本体が、かしめや締め付けに耐えるように、金属材料（主に銅合金）で形成されているため、以下のいずれかの問題がある。
（１）金属価格の変動によりコストが高く、また安定供給のリスクが高い。
（２）重量が重くなる。
（３）腐食の発生リスクがある。
（４）継手を構成する部材の点数が多く、それらの組立が必要なため、組立工数、時間を要し、コストアップの要因となっている。
（５）組立時に不良部材を間違って使用するおそれや、組立間違いなどの製品不良が発生するおそれがある。
（６）管継手に抜け止めや止水の構造を持たせるため、管継手全体が大きくなり、狭い場所での配管ができないという問題がある。
（７）管の端面に流体が触れるため、上記複合管の場合、中間層の金属が腐食し、管の寿命を低下させるおそれがある。
【０００６】
一方、樹脂製配管材と樹脂製配管材との接続方法としては、上記のメカニカルな接続方法以外にバット融着や電気融着継手を用いた接続方法がある。
しかしながら、バット融着は、接合しようとする配管材の端面を熱板等で溶融したのち、端面同士を突き合わせて接合するようになっている。したがって、バット融着では、上記中間層に溶融しない金属層を備えている複合管の場合、他の配管材の管端面を複合管の管端面に押し付けた際に、溶融樹脂に面圧を加えることが難しく、うまく融着できないとい問題がある。
【０００７】
他方、電気融着継手では、管の外周面で接続するが、上記複合管の場合、樹脂製の外層肉厚が薄く、溶融樹脂が十分に確保できない。さらに管の偏平などがあり、周方向で均一に溶融し、面圧をたてるのが困難であることから、安定した融着強度が発現できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて、金属材料の使用量を少なくすることができるとともに、継手部分を小さくできて、配管施工工数を少なくすることができる、さらに、複合管端面の金属製中間層が内部を流れる水に接触しない配管材及びこの配管材を環境や人による強度のバラツキを生じることなく、複合管と継手との安定した接続品質を得ることができる配管材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明にかかる配管材は、熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えた複合管の管端部に、継手の継手本体が一体化されてなる配管材であって、前記複合管の内層と、前記継手本体との界面で周方向に連続して融着されて一体化されていることを特徴とする配管材。
【００１０】
本発明の配管材は、特に限定されないが、継手本体の内側に通水部を形成するとともに、継手本体を補強するインコアを備えていることが好ましい。
また、上記インコアは、複合管の内周面に接する鍔部を備えていることが好ましい。
インコアの材質としては、継手本体を射出成形する際に、射出樹脂の熱によって溶融しなければ特に限定されないが、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼等の金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
【００１１】
また、本発明の配管材は、鍔状に外側に張り出し、他の継手との連結保持具の一部が係合する係合部を有する構造としてもよい。
連結保持具としては、係合部に係合して配管材の継手と、他の継手との連結状態を保持できれば、特に限定されないが、例えば、両継手の接合部を弾性的にクリップする対向して設けられた２つのクリップ部を有するとともに、両クリップ部に設けられたスリット状の係合孔内に、本発明の配管材の係合部を、他の継手の係合部とともに、挿入してクリップ部に係合状態として連結状態を保持するようにした、ファスナークリップやクイックファスナーと称されるものが用いられる。
また、上記係合部は、その連結保持具接触面が継手本体より高強度の材料からなる補強部材で形成されていることが好ましい。
【００１２】
補強部材は、継手本体より強度的に優れ、継手本体を射出成形する際に、射出樹脂の熱によって溶融しなければ特に限定されないが、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼等の金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
【００１３】
上記複合管としては、熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えていれば、特に限定されないが、例えば、積水化学工業社製の商品名エスロンスーパーエスロメタックス等の市販のものを用いることができる。
また、内層及び外層が複層になっているものでも構わないし、内層と外層とが異なる熱可塑性樹脂で形成されていても構わない。
【００１４】
継手本体の材質としては、使用環境による制約（温度、圧力、水質等）、製造条件による制約等により各種材質を選定可能だが、複合管の内層との融着性を考慮し、内層と同じ材料を選定することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の配管材は、特に限定されないが、複合管の内層が継手本体と融着される部分は、その少なくとも先端部が、外側に広がるように拡径加工されあるいは折り曲げ加工されている構成としてもよい。
【００１６】
さらに、本発明の配管材は、特に限定されないが、複合管の管端部の少なくとも一部が継手本体内に内包されている構成としてもよい。
上記複合管の管端部の少なくとも一部が継手本体内に内包されている構成とする場合、継手本体と複合管とがより強固に一体化されるように、複合管の継手本体内に内包された部分に複合管の管壁を貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して継手本体に一部が連通している構成とすることが好ましい。
【００１７】
上記貫通孔は、特に限定されないが、一つの貫通孔の面積が複合管の断面積の１０〜１５％となることが好ましい。
すなわち、一つの貫通孔の面積が複合管の断面積の１０％未満の場合、継手本体を射出成形する際に射出樹脂が貫通孔内にうまく流入しないなどの成形上の問題に加え、貫通孔を介して射出樹脂がうまく一体化せず、管軸方向に対するスラスト荷重に対して引抜防止力が低下して、漏水の危険性が生じるおそれがある。
【００１８】
一方、一つの貫通孔の面積が複合管の断面積の１５％より大きい場合、複合管の軸方向の引張強度が低下するため、管軸方向に対するスラスト荷重に対して引抜防止力が低下し、漏水の危険性が生じるおそれがある。
また、上記貫通孔は、特に限定されないが、管の同一円周上に均等に配置されることが好ましく、同一円周上に並ぶすべての貫通孔の直径の和は管円周の30%未満とすることが好ましい。
すなわち、管の同一円周上に均等に配置されない場合、管の同一円周上の引張強度に偏りが生じるため、管軸方向に対するスラスト荷重に対して応力集中が起こり、管破壊等による漏水の危険性が生じるおそれがある。
また、同一円周上に並ぶ全ての貫通孔の直径の和が管円周の30%より大きい場合、複合管の軸方向の引張強度が低下するため、管軸方向に対するスラスト荷重に対して引抜防止力が低下し、漏水の危険性が生じるおそれがある。
【００１９】
本発明にかかる配管材の製造方法は、射出成形金型のキャビティ内に複合管の管端部が臨むように複合管を配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形することを特徴としている。
【００２０】
本発明の配管材の製造方法は、継手本体と別部材からなるインコア及び連結保持具の係合部の補強部材の少なくともいずれか一方を、複合管の管端部とともに、キャビティ内に配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形するようにしても構わない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる配管材は、以上のように、熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えた複合管の管端部に継手の継手本体が一体化されてなる配管材であって、前記複合管の内層と、前記継手本体との界面で周方向に連続して融着されて一体化されているので、金属材料の使用量を少なくすることができるとともに、継手部分を小さくできて、狭い場所での配管や、継手近傍での曲げにも対応しやすい。また、予め複合管が継手本体と一体化されているので、複合管を現場で継手に接続するという手間がなく、配管施工工数を少なくすることができる。
しかも、複合管の内層と継手本体とが界面で周方向に連続して融着されているので、通水部を流れる水が中間層の金属に接触することがない。したがって、中間層が配管内部を流れる接触することによる中間層を構成する金属の腐食がない。
【００２２】
本発明にかかる配管材の製造方法は、射出成形金型のキャビティ内に複合管の管端部が臨むように複合管を配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形することによって、上記本発明の配管材を製造するようにしたので、成形条件を一定とすることで、環境や人による強度のバラツキを生じることなく、複合管と継手との安定した接続品質を得ることができる。
そして、継手本体を成形すると同時に複合管が継手本体と融着状態で接続されるので、迅速、安価に本発明の配管材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる配管材の第１の実施の形態をあらわす断面図である。
【図２】図１の配管材の使用方法の１例をあらわし、他の継手への装着前の状態の断面図である。
【図３】図２の例において、他の継手への装着状態の断面図である。
【図４】図１の配管材の製造方法の１例を概略的に説明する図である。
【図５】図１の配管材の製造方法の他の例を概略的に説明する図である。
【図６】本発明にかかる配管材の第２の実施の形態をあらわす断面図である。
【図７】本発明にかかる配管材の第３の実施の形態をあらわす断面図である。
【図８】本発明にかかる配管材の第４の実施の形態をあらわす断面図である。
【図９】図８の配管材の原管の加工方法の第１加工工程を模式的に説明する図である。
【図１０】図８の配管材の原管の加工方法の第２加工工程を模式的に説明する図である。
【図１１】本発明にかかる配管材の第５の実施の形態をあらわす正面図である。
【図１２】図９の配管材の断面図である。
【図１３】本発明にかかる配管材の第６の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１４】本発明にかかる配管材の第７の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１５】本発明にかかる配管材の第８の実施の形態をあらわす断面図である。
【図１６】本発明にかかる配管材の第９の実施の形態をあらわす断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる配管材の第１の実施の形態をあらわしている。
【００２５】
図１に示すように、この配管材Ａは、複合管１と継手２aとからなる。
複合管１は、ポリエチレンからなる外層１１及び内層１２と、アルミニウムからなる中間層１３とを備えている。
【００２６】
継手２aは、継手本体２１と、補強部材２２と、インコア２３と、２つのOリング２４から構成され、中間部に、外側に鍔状に張り出すように後述する連結保持具４が係合する係合部２０を備えている。
【００２７】
継手本体２１は、内層１２に融着しやすい内層１２と同種のポリエチレンからなり、筒状をしていて、一端に複合管連結部２１aを有し、他端に差口部２１ｂを備え、中間部に、外側に鍔状に突出する係合部２０の台座部２１ｃが設けられている。
複合管連結部２１aは、継手本体２１の一端部に設けられていて、複合管１の管端部内外周面及び管端面を覆った状態で、そのほぼ全界面で複合管１の外層１１及び内層１２と融着一体化されている。すなわち、内層１２と継手本体２１とは、周方向に連続して融着されている。
【００２８】
差口部２１ｂは、継手本体２１の他端部に設けられていて、リング状凹溝２１ｄを中間部に備えているとともに、先端にその底面の外径が、リング状凹溝２１ｄの底面の外径とほぼ同じである切欠段部２１eを備えている。
台座部２１ｃは、その外径が係合部２０の外径より、後述する補強部材２２の肉厚の２倍分小径になっている。
【００２９】
補強部材２２は、断面略Ｌの字形のリング状をしていて、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼などの金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチック等の射出樹脂温度によって熱変形することがなく、ポリエチレンより強度的にすぐれた材料から形成されている。
また、補強部材２２は、Ｌの字の縦辺部分２２aが、台座部２１ｃの複合管１側の壁面に沿うとともに、縦辺の上端部分が継手本体２１内に埋設され、Lの字の横片部分２２ｂが台座部２１ｃの外周面に沿うように継手本体２１に一体化されている。
【００３０】
そして、係合部２０は、台座部２１ｃと、補強部材２２のＬの字の縦辺部分２２aの継手本体２１からの露出部及びＬの字の横片部分２２ｂとから形成されている。
【００３１】
インコア２３は、通水部を構成する筒状本体部２３aと、この筒状本体部２３aの両端部でそれぞれ外側に張り出すように設けられた第１鍔部２３ｂ、第２鍔部２３ｃとを備え、例えば、砲金など銅合金、ステンレス鋼などの金属、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチック等の射出樹脂温度によって熱変形することがなく、ポリエチレンより強度的にすぐれた材料から形成されている。
筒状本体部２３ａは、その外径が補強部材２２のリング内径より小さい。したがって、補強部材２２と複合管１とは、継手本体２１を介して完全に縁切りされている。
【００３２】
一方の第１鍔部２３ｂは、その外径が複合管１の内径とほぼ同じか少し大きく形成され、複合管１の内部に嵌り込んでその周面が複合管１の内周面に密着しているとともに、継手本体２１の複合管内側で継手本体２１の一方の端面に密着している。
他方の第２鍔部２３ｃは、継手本体２１の差口部２１ｂの外径とほぼ同じ外径をしていて、継手本体２１の他方の端面に密着するとともに、継手本体２１の切欠段部２１eとによってリング状の凹溝を形成している。
【００３３】
Oリング２４は、ＥＰＤＭ（エチレン‐プロピレン‐ジエン共重合体）等の通常の配管材の止水に用いられる合成ゴムからなり、リング状凹溝２１ｄ及び、切欠段部２１eと第２鍔部２３ｃとによって形成された凹溝内に嵌装されている。
【００３４】
この配管材Ａは、例えば、図２及び図３に示すように、受口付きの金属製継手３に、連結保持具４を用いて接続固定することができる。
すなわち、この継手３は、一方に受口３１を備え、他方にねじ筒部３２を備えている。
受口３１は、継手２aの差口部２１ｂとほぼ同じ形状をした筒状をしていて、外側に鍔状に張り出す係合部３１ａをその先端に備えている。
係合部３１ａは、係合部２０とほぼ同じ外径をしている。
【００３５】
そして、配管材Ａは、図２に示すように、差口部２１ｂを、受口３１内を臨むように配置し、図３に示すように、差口部２１ｂを受口３１内に挿入嵌合させる。
この状態で、継手２aの係合部２０と、係合部３１ａの端面同士がほぼ密着状態となる。
つぎに、両係合部２０，３１ａの一部が連結保持具４の対向するクリップ部４１（図２，３では片側しかあらわれていない）にそれぞれ設けられた係合孔４１ａ内に入り込むように、連結保持具４を取り付けて、継手２ａと継手３との接合部両側を両クリップ部４１によって弾性的にクリップしたのち、両クリップ部４１の開放端４１ｂを、連結保持具４の離脱防止部材４２に対向して設けられた係止爪４２ａに係止させる。
【００３６】
つぎに、この配管材Ａの製造方法の１例について図４及び図５を参照しながら詳しく説明する。
この配管材Aの製造方法は、まず、補強部材２２をインコア２３の筒状本体部２３aに遊嵌状態となるようにセットしたのち、第１鍔部２３ｂが複合管１の管端から所定位置まで入り込むように、インコア２３の一端部を複合管１内に挿入して複合管１と、補強部材２２と、インコア２３とを予備組み立てする。
この、予備組み立てによって第１鍔部２３ｂの外周面が複合管１の内周面に密着した状態となる。
【００３７】
続いて、この予備組み立てされた複合管１と、補強部材２２と、インコア２３とを、複合管１の少なくとも内層１２を必要に応じて予備加熱した状態で第１射出成形金型（以下、「金型」とのみ記す）６のキャビティ６１内にセットする。
このセットによって、補強部材２２は、リングの中心が、インコア２３の筒状本体部２３ａの中心軸と一致するとともに、筒状本体２３ａとの間にリング状の隙間が保持した状態となる。すなわち、補強部材２２とインコア２３とが直接接触しない状態に保持される。
【００３８】
つぎに、図４に示すように、キャビティ６１のリング状凹溝２１ｄと切欠段部２１eとの間部分を形成する部分を臨む位置に設けられたゲート６２、あるいは、図５に示すように、キャビティ６１の複合管連結部２１aを形成する部分を臨む位置に設けられたゲート６３からポリエチレンを射出充填して継手本体２１を成形する。
【００３９】
この配管材Ａは、上記のように、継手２ａの大半をしめる継手本体２１が樹脂で形成されるので、金属材料の使用量を少なくすることができる。
そして、複合管１と継手本体２１とが、継手本体２１を射出成形すると同時に融着一体化されて、継手２aと複合管１とが予め一体となっているので、組立時に不良部材を間違って使用するおそれや、組立間違いなどの製品不良が発生するおそれがないとともに、継手２aに複合管１からの抜け止めや止水の構造を持たせる必要がないため、継手２ａ部分の大きさを小さくすることができ、狭い場所での配管施工を容易に行うことができる。
【００４０】
さらに、内層１２と継手本体２１とが、周方向に連続して融着されているので、この融着部によってシールされて、中間層１３のアルミニウムが配管中を流れる水に接触して腐食することがない。すなわち、安定した施工状態を常に確保することができる。
また、この配管材Ａは、係合部２０の連結保持具４に接触する部分が継手本体２１より強度が高い材料で形成されているので、連結保持具４の着脱の際に継手２aが傷みにくいとともに、配管材Ａと継手３とを高い接続強度で接続することができる。
【００４１】
そして、補強部材２２とインコア２３とが継手本体２１を介して完全に縁切りされているので、複合管１側からインコア２３の外側に配管内の水が入り込み、継手本体２１とインコア２３との間に水みちができてもＯリング２４部分で止水できるため、外部に漏水することが決してない。
したがって、インコア２３と継手本体２１との間に水みちが形成されないように、射出成形の際にインコア２３の周面にパッキンや接着剤等のシール部材を配置する必要がない。
【００４２】
この配管材Ａは、インコア２３を備えているので、継手本体２１が内側から補強され、継手２aが強度的に優れたものとなる。
また、製造工程においては、インコア２３が第１鍔部２３ｂを備え、この第１鍔部２３ｂが継手本体２１の射出樹脂の複合管１内への必要以上の流入を止める堰となるため、金型６に入れ子等を設ける必要がなく、金型構造を簡易にすることができ、金型コストを低減できる。
【００４３】
なお、図４に示すように、キャビティ６１のリング状凹溝２１ｄと切欠段部２１eとの間部分を形成する部分を臨む位置にゲート６２を設けた場合、リング状凹溝２１ｄ及び切欠段部２１eの部分をより寸法精度良く、製造することができる。また、リング状凹溝２１ｄ及び切欠段部２１eの部分をより寸法精度良く成形できるため、凹溝と切欠段部との間隔も短くでき、結果として継手本体２１全体の長さを短くできるという利点がある。
一方、図５に示すように、キャビティ６１の複合管連結部２１aを形成する部分を臨む位置にゲート６３を設けた場合、複合管１と継手本体２１とがより融着しやすいという利点がある。
【００４４】
図６は、本発明にかかる配管材の第２の実施の形態をあらわしている。
図６に示すように、この配管材Ｂは、継手２ｂがインコア２３を備えていない以外は、上記配管材Ａと同様になっている。
この配管材Ｂは、継手２ｂがインコア２３を備えていないので、上記配管材Ａに比べ、部品点数が少なくなり、コストダウンを図るとともに、作業工数も少なくなる。
【００４５】
図７は、本発明にかかる配管材の第３の実施の形態をあらわしている。
図７に示すように、この配管材Ｃは、継手２ｃが補強部材２２を備えておらず、係合部２０が継手本体２１に直接設けられている以外は、上記配管材Ａと同様になっている。
この配管材Ｃは、補強部材２２を備えていないので、上記配管材Ａに比べ、部品点数が少なくなり、コストダウンを図るとともに、作業工数も少なくなる。
【００４６】
図８は、本発明にかかる配管材の第４の実施の形態をあらわしている。
図８に示すように、この配管材Ｄは、以下の構成以外は、配管材Ａと同様になっている。
すなわち、この配管材Ｄは、継手２ｄを構成する複合管１ｄの先端部に、複合管１ｄの原管の先端部を外側に略直角に折り曲げることによって形成したフランジ部１４を備えている。
【００４７】
この配管材Ｄは、フランジ部１４を備えているので、使用状態において、複合管１ｄの継手本体２１からの引き抜き方向の力が折れ曲がったフランジ部１４で受けられて強度的に優れたものとなる。
【００４８】
なお、原管の先端部を外側に略直角に折り曲げる方法は、特に限定されないが、例えば図９及び図１０に示すような方法が挙げられる。
すなわち、まず、図９（ａ）に示すように、原管１００の一端に拡径治具(テーパコア)２００を臨ませたのち、図９（ｂ）に示すように、拡径治具２００を原管１００内に押し込んで原管１００の一端をテーパ状に一旦拡径した一次加工品１１０を形成する。なお、テーパ角は、６０〜７０°程度でよい。
【００４９】
つぎに、一次加工品１１０を図１０（ａ）に示すように、金型３００にセットし、一次加工品１１０の拡径部１１１の端面を一方の型３１０の受面３１１に当接させながら、他方の型３２０を一方の型３１０方向に移動させながら、他方の型３２０に設けられた挟着リング３２１を一方の型３１０側に移動させて、図１０（ｂ）に示すように、拡径部１１１を受面３１１と、挟着リング３２１との間で挟み着けてフランジ部１４を形成する。
【００５０】
図１１及び図１２は、本発明にかかる配管材の第５の実施の形態をあらわしている。
図１１及び図１２に示すように、この配管材Ｅは、以下の構成以外は、配管材Ａと同様になっている。
【００５１】
すなわち、この配管材Ｅは、継手２ｅを構成する複合管１ｅの先端部に折れ曲がり部１５を備えている。そして、折れ曲がり部１５は、複合管１ｅ原管の先端部に図９に示すように放射状に切れ目１６を形成し、この切れ目１６を形成した部分を原管の外径方向に略１８０°折り曲げることによって形成されている。
【００５２】
この配管材Ｅは、複合管１ｅの先端部の継手本体２１内に内包される部分に折れ曲がり部１５を備えているので、使用状態において、複合管１ｅの継手本体２１からの引き抜き方向の力が折れ曲がり部１５で受けられて強度的に優れたものとなる。
さらに、射出成形時、切れ目１６部分に射出樹脂が完全充填されるので、管端部に周方向の強度低下がない。
なお、切れ目１６の総面積は、特に限定されないが、折り曲げた管端部の総面積の３０％未満とすることが好ましい。３０%以上とすると、管の強度を担保する金属層の割合が減少し管軸方向のスラスト荷重に対する引抜防止力が低下し、漏水の危険性が生じるおそれがある。
【００５３】
図１３は、本発明にかかる配管材の第６の実施の形態をあらわしている。
図１３に示すように、この配管材Ｆは、以下の構成以外は、配管材Ａと同様になっている。
【００５４】
すなわち、この配管材Ｆは、継手２ｆを構成する複合管１ｆの先端部に、図示していないが、上記配管材Ｅと同様に、放射状に切れ目を備えているとともに、継手本体２１内で切れ目の設けられた部分が外側に渦巻き状に折り曲げられた抜け止め部１７を備えている。
【００５５】
この配管材Ｆは、複合管１ｅの先端部の継手本体２１内に内包される部分に抜け止め部１７を備えているので、使用状態において、複合管１ｅの継手本体２１からの引き抜き方向の力が抜け止め部１７で受けられて強度的に優れたものとなる。
【００５６】
図１４は、本発明にかかる配管材の第７の実施の形態をあらわしている。
図１４に示すように、この配管材Ｇは、継手２ｇを構成する複合管１ｇの先端に上記配管材Ｄと同様にフランジ部１８を備えるとともに、複合管１ｇの継手本体２１内に内包される部分に、周方向に等ピッチで貫通孔１８ａが穿設されていて、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１８ａを介して連通している以外は、上記配管材Ｄと同様になっている。
【００５７】
この配管材Ｇは、フランジ部１８を備えているので、上記配管材Ｄと同様に複合管１ｇの継手本体２１からの引き抜き方向の力が折れ曲がったフランジ部１８で受けられて強度的に優れたものとなる。しかも、貫通孔１８ａを備え、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１８ａを介して連通しているので、複合管１ｇに周方向のねじれが加わっても融着部が剥離して漏水が起きるという事故も防止できる。
【００５８】
図１５は、本発明にかかる配管材の第８の実施の形態をあらわしている。
図１５に示すように、この配管材Ｈは、以下の構成以外は、上記配管材Ｄと同様になっている。
【００５９】
すなわち、この配管材Ｈは、継手２ｈを構成する複合管１ｈの先端部に、複合管１ｈの原管の管端部を外側に略直角に折り曲げることによって形成したフランジ部１９を備えている。
そして、複合管１ｈの継手２ｈを構成する部分は、複合管１ｈの内層１２のみが、継手本体２１と接触して融着されているとともに、補強部材２２を設けず、複合管１ｈのフランジ部１８が、補強部材を兼ねるようになっている。
【００６０】
この複合管１ｈは、フランジ部１９が、補強部材を兼ねるようになっているので、部品点数が少なくなるという利点を備えている。
【００６１】
図１６は、本発明にかかる配管材の第９の実施の形態をあらわしている。
図１６に示すように、この配管材Ｉは、以下の構成以外は、上記配管材Ａと同様になっている。
【００６２】
すなわち、この配管材Ｉは、継手２ｉを構成する複合管１ｉの先端部に複合管１ｉの原管の管端部を外側に略直角に折り曲げることによって形成したフランジ部１０を備えている。
フランジ部１０は、その先端部が継手本体２１内に内包されておらず、先端部の内層１２部分のみが継手本体２１に融着状態になっている。
【００６３】
また、複層管１ｉの継手本体２１内に内包された部分には、フランジ部１０の基端部及び直管部分１０ｂのそれぞれに貫通孔１０ａが周方向に等ピッチで穿設されていて、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１０ａを介して連通している。
さらに、この配管材Ｉは、補強部材２２を設けず、フランジ部１０が、補強部材を兼ねるようになっている。
【００６４】
この配管材Ｉは、フランジ部１０が、補強部材を兼ねるようになっているので、上記配管材Ｈと同様に部品点数が少なくなるという利点を備えている。
しかも、複合管１ｈの継手２を構成する部分がフランジ部１０の先端部を除き大部分が継手本体２１に内包されているので、複合管１ｉの継手本体２１からの引き抜き方向の力がフランジ部１０の基端部で受けられて強度的に優れたものとなる。また、貫通孔１８ａを備え、継手本体２１を構成する樹脂がこの貫通孔１８ａを介して連通しているので、複合管１ｉに周方向のねじれが加わっても融着部が剥離して漏水が起きるという事故も防止できる。
【００６５】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、継手本体が複合管の外層及び内層と同じポリエチレンで形成されていたが、複合管と融着可能であれば、他の熱可塑性樹脂でも構わない。
上記の実施の形態では、金型のキャビティが１つであったが、多数個取りするために、金型内に複数のキャビティを設けるようにしても構わない。
【００６６】
上記の実施の形態では、配管材が連結保持具で他の継手と連結固定されるようになっていたが、インコアを、第２鍔部に連続してねじ筒を備えた形状とし、このねじ筒を用いてヘッダー等に直接接合できるようにしても構わない。
上記の実施の形態では、Ｏリングを２つ備えていたが、１つでも構わないし、３つ以上でも構わない。
【００６７】
上記の実施の形態では、本発明の配管材に接続される他の継手が金属製であったが、エンジニアリングプラスチック製であってもよい。
上記の実施の形態では、継手本体を射出成形すると同時に複合管の内層と継手本体とが融着されるようになっていたが、継手本体を予め成形し、複合管を継手本体に設けられたリング状をした溝内に挿入し、超音波融着するようにしても構わない。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ 配管材
１，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ 複合管
１０ フランジ部
１０ａ 貫通孔
１５ 折れ曲がり部
１６ 切れ目
１７ 抜け止め部
１８ フランジ部
１８ａ 貫通孔
１９ フランジ部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ 継手
２０ 係合部
２１ 継手本体
２１ａ 複合管連結部
２１ｂ 差口部
２２ 補強部材
２３ インコア
２３ａ 筒状本体部（通水部）
２３ｂ 第１鍔部
２３ｃ 第２鍔部
２４ Ｏリング
４ 連結保持具
６ 射出成形金型
６１ キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えた複合管の管端部に、継手の継手本体が一体化されてなる配管材であって、
前記複合管の内層と、前記継手本体との界面で周方向に連続して融着されて一体化されていることを特徴とする配管材。
【請求項２】
通水部を形成するとともに、継手本体を補強するインコアを継手本体の内側に備えている請求項１に記載の配管材。
【請求項３】
インコアが、複合管の内周面に接する鍔部を備えている請求項２に記載の配管材。
【請求項４】
鍔状に外側に張り出し、他の継手との連結保持具の一部が係合する係合部を有する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の配管材。
【請求項５】
係合部の連結保持具接触面が継手本体より高強度の材料からなる補強部材で形成されている請求項４に記載の配管材。
【請求項６】
複合管の内層が継手本体と融着される部分の少なくとも先端部が、外側に広がるように拡径加工されあるいは折り曲げ加工されている請求項１に記載の配管材。
【請求項７】
複合管の管端部の少なくとも一部が継手本体内に内包されている請求項１に記載の配管材。
【請求項８】
複合管の継手本体内に内包された部分に複合管の管壁を貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して継手本体に一部が連通している請求項７に記載の配管材。
【請求項９】
射出成形金型のキャビティ内に複合管の管端部が臨むように複合管を配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形することを特徴とする請求項１〜請求項８にいずれかに記載の配管材の製造方法。
【請求項１０】
継手本体と別部材からなるインコア及び連結保持具の係合部の補強部材の少なくともいずれか一方を、複合管の管端部とともに、キャビティ内に配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形する請求項９に記載の配管材の製造方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の外層及び内層と、金属製の中間層とを備えた複合管の管端部に、継手の継手本体が一体化されてなる配管材であって、
前記複合管の内層と、前記継手本体との界面で周方向に連続して融着されて一体化されていることを特徴とする配管材。
【請求項２】
通水部を形成するとともに、継手本体を補強するインコアを継手本体の内側に備えている請求項１に記載の配管材。
【請求項３】
インコアが、複合管の内周面に接する鍔部を備えている請求項２に記載の配管材。
【請求項４】
鍔状に外側に張り出し、他の継手との連結保持具の一部が係合する係合部を有する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の配管材。
【請求項５】
係合部の連結保持具接触面が継手本体より高強度の材料からなる補強部材で形成されている請求項４に記載の配管材。
【請求項６】
複合管の内層が継手本体と融着される部分の少なくとも先端部が、外側に広がるように拡径加工されあるいは折り曲げ加工されている請求項１に記載の配管材。
【請求項７】
複合管の管端部の少なくとも一部が継手本体内に内包されている請求項１に記載の配管材。
【請求項８】
複合管の継手本体内に内包された部分に複合管の管壁を貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して継手本体に一部が連通している請求項７に記載の配管材。
【請求項９】
射出成形金型のキャビティ内に複合管の管端部が臨むように複合管を配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形することを特徴とする請求項１〜請求項８にいずれかに記載の配管材の製造方法。
【請求項１０】
継手本体と別部材からなるインコア及び連結保持具の係合部の補強部材の少なくともいずれか一方を、複合管の管端部とともに、キャビティ内に配置した状態で、キャビティ内に射出樹脂を射出充填して、継手本体を成形する請求項９に記載の配管材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２３４８（Ｐ２０１２−２３４８Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６５５８（Ｐ２０１０−２７６５５８）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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