JP4376393B2

JP4376393B2 - Quality determination method, quality determination device for resin pipe / joint joints, and production equipment for resin pipe / joint joints

Info

Publication number: JP4376393B2
Application number: JP37123999A
Authority: JP
Inventors: 貴士小口; 良輔伊藤; 浩次原田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001179835A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂管と継手とを摩擦溶融接合させて樹脂管・継手の接合品を得る際の接合品の良否判定方法、良否判定装置及び樹脂管・継手の接合品の製造装置に関し、特に、ガス用、上水道用、給水給湯用、温泉用、スプリンクラー用等の耐震・耐熱・耐圧・耐腐食配管に用いる樹脂管・継手の接合品の良否判定方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦接合は他の熱融着の手段に比べ、継手に発熱体等を必要としないために継手を低コストにすることが可能で、また昇温・冷却時間が非常に短縮できるので施工性に優れた接合手段である。
その接合品の接合の良否を判定する方法としては、例えば、特公昭６３−５０１１６号公報には、接合部を相互に摩擦溶融した後、摩擦運動停止時の最大停止加速度と接合強度との関係を決定し、この関係から必要とする接合強度に対応した基準値を予め定めておき、摩擦接合に際して、摩擦運動の停止時の加速度を測定し、予め設定した基準値以下になっている場合に、接合不良と判定する方法が提案されている。
又、特公昭６３−５０１８１号公報には、接合部における摩擦運動の制動開始後の摩擦力を測定し、予め設定した基準値以下になっている場合に、接合が良好と判定する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者等の知見によれば、摩擦運動の停止の際の加速度は、現実的には、装置の回転部の回転抵抗（トルク）や制動能力に依存するところが大きいものであるので、上記特公昭６３−５０１１６号公報記載の方法では接合の良否を高い精度で判定することは困難であった。
また特公昭６３−５０１８１号公報では、特公昭６３−５０１１６号公報とは逆に回転抵抗が異常に高い不良品は検出できるが、接合部材端面の斜め当たりによる接触面積の減少や、加圧治具のトラブルによる面圧低下などに起因する回転抵抗の異常低下については検出することができず、これについては加圧力の出力チェックを併せて行わなければ十分とは言えないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の摩擦接合の良否判定方法の問題点等に鑑み、非破壊で容易にしかも高い精度で、接合品の良否を判定することのできる樹脂管・継手の接合品の良否判定方法、及びこの判定方法に用いる良否判定装置、並びに樹脂管・継手の接合品の製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、樹脂製継手の内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって接合部に接合対象部を接合する際の良否判定方法であって、回転中のトルクの初期ピーク及び回転中のトルクの時間積分値の計測により、接合面の樹脂分子が一定量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦による熱量が一定量蓄熱したこと、の２要件を満たしたか否かにより接合品の良否を判定する樹脂管・継手の接合品の良否判定方法を提供する。
【０００６】
又、請求項２記載の発明は、樹脂製継手の内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって接合部に接合対象部を接合する際の良否判定装置であって、樹脂製継手を回転させた際の、トルクの初期ピークを検出する機構、及びトルクの時間積分値を計測する機構を備えた樹脂管・継手の接合品の良否判定装置を提供する。
【０００７】
又、請求項３記載の発明は、樹脂製継手の内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって接合部に接合対象部が接合された接合品を製造する装置であって、前記接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入するための押し込み機構、管を固定するためのクランプ機構、継手を回転させるための回転力付与機構、及び、樹脂製継手を回転させた際の、トルクの初期ピークを検出する機構、及び、トルクの時間積分値を計測する機構を備えた樹脂管・継手の接合品の製造装置を提供する。
【００１１】
本発明の樹脂管・継手の接合品の良否判定方法は、樹脂製継手の内部に設けられた接合部に、樹脂製配管材の接合対象部を挿入した状態で、接合部と接合対象部との接合面を回転摩擦することによって接合部に接合対象部を接合する際の良否判定方法であって、回転中のトルクの初期ピーク及び回転中のトルクの時間積分値の計測により、接合面の樹脂分子が一定量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦による熱量が一定量蓄熱したこと、の２要件を満たしたか否かを判定する接合品の良否判定方法である。
【００１２】
本発明において樹脂製継手とは、一般的には、熱可塑性樹脂よりなるソケット類の継手もしくは一方の端が拡径されている非挿入側の熱可塑性樹脂製配管材である。
接合対象部とは、特に限定されないが、例えば、エルボ、チーズ、レジューサー、インクリーザー、ヘッダー等を含む継ぎ手等、挿入側の配管材の差口部や、接合部に差し込まれて摩擦接合される直管等の管端部などが挙げられる。
接合部とは摩擦接合後に接合対象部外面と継手内面とが当接する部分をいう。
【００１３】
摩擦接合方法としては、特に限定されないが、例えば、継手軸を中心にして継手を回転させる方法や、継手軸方向を中心とした正転、逆転方向の振動、またそれらの組み合わせ方向へ振動させる方法が挙げられる。
【００１４】
配管材の接合対象部および継手を形成する樹脂としては、熱可塑性樹脂が好適であり、例えば中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル、架橋ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられるが、特にポリエチレンが好適であり、中でも架橋ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンなど、結晶融解温度を超えても流動性がないか、又は低い樹脂が好適である。
【００１５】
架橋樹脂である場合、その架橋の手段は勿論問われず、水架橋、電子線架橋、パーオキサイド等の架橋剤による架橋などの方法が挙げられる。
継手の製造方法は、特に限定されないが、形状面で問題がなければ、成形コストの面から射出成形が好ましい。
【００１６】
配管材の製造方法は、特に限定されないが、エルボ、チーズ、レジューサー、インクリーザー、ヘッダー等については形状面で問題がなければ、成形コストの面から射出成形が好ましく、また、直管等の長尺物の場合は、押出成形が好ましいと考えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、必要により図面を参照しつつ、説明する。
本発明において、良否判定をする、樹脂管・継手の接合品の接合の形態としては、図１３に示すように、継手（もしくは一方の端が拡径している管）Ｓの内部に設けられた接合部に、管（あるいは継手）Ｐの接合対象部である端部を挿入した形態の接合、図１４に示すように、ソケット状の継手Ｓの両側に管Ｐを挿入した形態の接合、図１５に示すように、継手Ｓの一端に管Ｐを他端にエルボＥを挿入した形態の接合、図１６に示すように、継手Ｓの一端に管Ｐを他端にチーズＴｓの一つの口を挿入した形態の接合、図１７に示すように、継手Ｓの一端に管Ｐを、他端にレジューサＲの小径側を挿入するとともに、レジューサＲの大径側を大径の継手Ｓ₂の一端に挿入し、大径の継手Ｓ₂の他端に大径の管Ｐ₂を挿入した形態の接合等が挙げられる。
【００１８】
請求項２記載の樹脂管・継手の接合品の良否判定装置は、請求項１記載の樹脂管・継手の接合品の良否判定方法の実施に直接使用する装置であって、樹脂製継手を回転させた際の、トルクの初期ピークを検出する機構、及びトルクの時間積分値を計測する機構を備えることを要する。
【００１９】
図３は、請求項２記載の樹脂管・継手の接合品の良否判定装置を組み込んだ、請求項３記載の樹脂管・継手の接合品の製造装置の一形態を表わす正面図である。例えば、継手を回転させるモーター１４に接続されたトルク計４と、このトルク計４に接続されたコントローラー３５とによって、トルクの初期ピークを検出する機構、及びトルクの時間積分値を計測する機構が構成されている。
【００２０】
この樹脂管・継手の接合品の製造装置１は、管２、２をそれぞれ把持し、リンク１６，１６で接続された２つのクランプ１１ａ，１１ｂと、ソケットタイプの継手３を把持した状態で回転自在な継手回転治具１２と、タイミングベルト１３を介して継手回転治具１２を回転させるモータ１４と、一方のクランプ１１ａに接続され、このクランプ１１ａを継手回転治具１２の方向へ進退させるとともに、リンク１６，１６を介してクランプ１１ｂも継手回転治具１２の方向へ進退させるようになっているエアーシリンダ１５とを備えており、これらは、請求項４における、接合対象部を挿入するための押し込み機構、管を固定するためのクランプ機構、継手を回転させるための回転力付与機構を構成している。
【００２１】
更に、製造装置１は、上記トルク初期ピークの検出機構及びトルクの時間積分値の計測機構を構成する、トルク計４及びコントローラー３５を備えている。
コンピューターを内蔵したコントローラー３５は、トルク計４からの出力を読み込んで、時間積分値を演算・計測し、一体化された表示器に初期ピークと共に計測結果を表示するように、設定されている。
尚、タイミングベルト１３は、モータ１４の回転を継手に伝える伝達機構ということができ、通常、継手を回転させるための回転力付与機構の一部を構成するものである。
【００２２】
そして、この装置１を用いるには、まず、継手３を継手回転治具１２に把持させるとともに、クランプ１１ａ，１１ｂにそれぞれ、管２を把持させる。
つぎに、エアーシリンダ１５を作動させてクランプ１１ａ，１１ｂを継手回転治具１２方向に移動させて、継手３の内側に、両側から管２，２を挿入し始めて継手中央突出部に接するまで挿入する。
その後、モータ１４を駆動させて継手回転治具１２とともに、継手３を回転させ、その間、管２に継手３への挿入方向（管軸に平行）の力を加えて、管２が抜け出るのを保持する。
【００２３】
この際、回転中のトルクの初期ピーク及び回転中のトルクの時間積分値の計測により、接合面の樹脂が一定量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦による熱量が一定量蓄熱したことの２要件を満たしたか否かにより接合品の良否を判定するのである。
具体的には、図２の如きトルクの初期ピーク２０において、上限と下限の基準値を設定し、監視することにより、樹脂分子の切断が一定量なされたか否かを判定し、図２のトルクの時間積分値についても、基準値の範囲内か否かにより、蓄熱量の適否を判定する。
【００２４】
上記トルク初期ピークの検出機構及びトルクの時間積分値の計測機構は、図４に示すように、配管材２に治具１２が取り付けられ、ロードセル２１等の測定器により回転の抵抗力を測定し、トルクに換算して検出する装置と、このトルクの値を読み込んで、時間積分値を演算・計測し表示する上述の様なコントローラーとからなるものであってもよく、また、上記ロードセル２１と、上記コントローラーの代わりに設けられた、トルクの値を増幅するアンプとコンピューターと計測結果の表示器とが各々別体になされた装置とを組み合わせたものであってもよい。
また、図３におけるモーター１４の消費電流よりトルクに換算する方法を採用することも可能である。
【００２５】
測定したトルクを部分的に監視しても良いし、連続的に監視しても構わない。またトルクを表示する装置や記録する装置が備わっていても構わない。さらに初期のピークが検出されなかったり、予め定められた時間内に所定熱量に到達しなかった場合に、異常を知らせる装置が備わっていても構わない。
【００２６】
樹脂管・継手の接合品の良否の判定は、請求項１記載の樹脂分子の切断と蓄熱量による方法の他、請求項５記載の如く、継手外面から接合面に向けて設けた非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流出量によって行うことも可能である。
【００２７】
図５に示すように、非貫通の孔深さを接合に必要な熱量を蓄える層について、予め調べておき、この層に面する付近まで孔２２を穿設しておくのである。
孔２２は接合箇所につき１つ以上は設ける。
孔を完全に埋める必要はなく、孔に樹脂が流出してきたことが分かれば良いので、例えば図６のように孔２２の内部に樹脂製の突起２３を設けておき、軟化溶融樹脂の流出により孔から突起２３が隆起してきたことによって検出する方法が挙げられる。
【００２８】
また、孔の深さを検知する接触・非接触の位置センサーによって検出する方法、孔に圧力センサーを差し込み流れ出てきた樹脂圧で検出する方法、カメラを取り付けてモニターし、流出してきたことを視覚もしくは画像解析により検出する方法などが挙げられる。
【００２９】
図１０は、継手に設置した非貫通孔に流れ込んでくる樹脂量を圧力計にて計測する機構を備えた装置を組み込んだ樹脂管・継手の接合品の製造装置であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）要部拡大断面図である。
図１０（ｂ）において、３６は圧力計、３７はスリップリング、１２’は回転治具であり、スリップリング３７には電極を通じて信号が送られる構造とした。
【００３０】
例えば、本発明において好ましく用いられる範囲のポリエチレンの場合は、検出圧力は通常０．０５〜０．５Ｍｐａ、好ましくは０．１〜０．３Ｍｐａ程度とされる。０．０５Ｍｐａ未満では、樹脂の溶融が不十分で、０．５Ｍｐａを越えると溶融過多と判断されるからである。
計測した樹脂の流出量で接合の良否を判断する場合には、上記圧力範囲となる様に、孔の径と流出して孔を埋める高さの設計を行う。
【００３１】
（作用）
継手内に管を挿入して摩擦融着するには、接合部は溶融した状態で面圧を有していなければならない。そのためのプロセスとしては、継手内に管を挿入した後に摩擦するのが好適である。それは、摩擦を生じているために回転している継手に管を挿入する場合には、管が継手内面接合部の樹脂を摩耗し、かき出してしまうために、摩擦停止後、接合部で樹脂圧が低くなり、冷却後にいわゆるヒケ等の原因になるからである。
【００３２】
ここで、挿入した後、摩耗する場合でも接合面では摩耗現象が生じる。この摩耗を経た後、面圧が適正になりつつ樹脂の温度が上昇し、溶融する。この摩耗とは、ミクロ的な視点ではすなわち高分子である樹脂分子の切断を意味する。
分子切断された樹脂は溶融すると流動性が高くなり、接合面を全面接触させる働きをする。ポリエチレン等、結晶融解温度以上に熱した際に流動性を持つ樹脂なら、これに加えて分子が拡散し相互に１分子以上絡み合うために必要な熱量を加えることで強固な接合が行われる。
【００３３】
この接合は、図１に示すように管・継手の肉厚方向に伝熱により結晶融解温度（融点）以上に熱せられた層３０に蓄えられた熱量によって行われる。つまり、摩擦接合において強固な接合品を得るための要件は分子の切断と蓄熱である。そしてさらに、通常、融着不可能もしくは難しいとされている、架橋樹脂や超高分子量ポリエチレンについて、この分子切断が非常に重要な要件となり、摩擦接合によって融着可能になるのである。
つまり、これらの樹脂が融着できないのは融点以上に熱しても分子が拡散しにくいために絡み合いが生じないからである。
【００３４】
しかし、摩擦接合により生じる分子切断の量を一定量に制御することで切断された分子が拡散して相互に絡み合いを生じ、強固な接合品を得ることができるようになる。
【００３５】
さて分子切断と蓄熱については、検討によりトルクにより検出できることが分かった。図２は回転中のトルク変動の一例である。回転数が上昇するに従い、回転抵抗（トルク）は急上昇する。しかし、分子切断を経て、温度上昇により結晶が融解するとトルクは一旦減少する。
そして接触面積の増加によりトルクは徐々に増加するが全面接触してしまうと、接合面全域の温度上昇および溶融層の増加によりトルクは徐々に減少して行く。架橋樹脂や超高分子量ポリエチレンのような結晶融解温度を超えてもゲル状で流動性を示さないものについては初期のピーク部分が特に重要となる。
【００３６】
これは摩擦によって分子が切断され温度上昇によって流動性を示すようになったのでトルクが低下したことを示している。このようなピークが存在することの確認が１つの要件となる。
さらにこのピークに上限と下限の基準値を設定し、監視することによって、接合面の不具合や装置の不具合で、接合部における樹脂圧が、冷却後のヒケ等につながらない程度に上昇しておらず、トルクが異常に低い場合や温度の上昇が不十分でトルクが異常に高い場合を検出することが可能になる。
【００３７】
一旦分子切断・流動性が生じれば、分子が絡み合うに必要な熱量の確認をすれば良く、これを検出するのがトルク曲線の時間積分値である。トルクの時間積分値すなわち図２における面積が入力したエネルギーを表しており、すなわちこれが熱量に相当するので、この２つを検出することにより接合条件良否のが判定できる。さらに、回転終了に向けて溶融層の増加に伴いトルクが減少して行くが、この時基準値を設けておき、この基準値にトルクが低下すれば所定の熱量が蓄えられたという判定を行うことも可能である。
【００３８】
樹脂管・継手の接合品の良否の判定は、請求項１記載の樹脂分子の切断と蓄熱量による方法の他、継手外面から接合面に向けて設けた非貫通の孔に、接合中に流出してきた樹脂の流出量によって行うことも可能であり、図５に示す如く、非貫通の孔２２の深さを接合に必要な熱量を蓄える層３０について、予め調べておき、この層に面する付近までに設定しておく。この層３０は接合時に樹脂の融点以上に熱せられている部分である。接合部には当初から有する面圧に加え、熱膨張による圧力が加わり、分子が切断されて流動性を有する樹脂層３１が、圧力の低い箇所へ流れ込もうとする現象が生じている。
【００３９】
溶融層の拡大により孔２２から接合面までの樹脂が軟化することで、流動性を有する樹脂がこの孔の中へ流れ込むのである。つまりこの孔から樹脂が流出したことを検出することにより、請求項１における樹脂分子の一定量の切断と蓄熱とを同時に検出している、ということもできるのである。特に、架橋樹脂や超高分子量ポリエチレンなど、溶融状態でもゲル状で流動現象が生じない樹脂については、従来は流れる筈のない樹脂が流出してくることが現象として直接観察できる点で、好適である。
【００４０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例をその比較例と対比させつつ具体的に説明する。
（実施例１）
熱可塑性架橋樹脂管である架橋ポリエチレンパイプ（積水化学社製、エスロペックス１３A ：外径１７ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３０ｃｍ）と、各部寸法が図７に示す継手（架橋ポリエチレン製）とを、図３に示した、良否判定装置を組み込んだ樹脂管・継手の接合品の製造装置にセットし、継手内に、管を両側から１．５ＭＰａの圧力で挿入後、継手を回転速度０．４５ｍ／ｓで３秒間回転させ、続いて０．８９ｍ／ｓでトルク積分値が３６Ｎ・ｍを超えたところで停止する設定で回転させた。
回転中の管には管軸方向に０．４ＭＰａの挿入力を与えた。
【００４１】
トルク計測は装置に備えたトルク計にて行った。ただし、接合前に継手・管は用いず、継手回転治具のみをセットした状態での装置による損失を測定しておき、管・継手をセットして実際に接合した際のトルクから、この損失を減じた値を用いた。
装置には初期ピークが３Ｎ・ｍ前後で存在することを認識できるようにプログラムされており、３Ｎ・ｍまで初期にトルクが到達しない場合や３Ｎ・ｍを超えてもトルクが低下しない、つまりピークがない場合に異常を知らせる機構を備えている。
また１４秒回転した時点で積分値が３６Ｎ・ｍに到達していなくても停止するプログラムとなっており、この場合にも異常を知らせる機構を備えている。
回転開始後１０秒後に３６Ｎ・ｍに到達し正常に接合が終了した。トルクの実測値を図８に示した。
十分に冷却した後、装置から接合品を取り外し、熱間内圧試験(JIS K 6787)したところ、内圧１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）で２００時間後、管から破壊した。
【００４２】
（実施例２）
実施例１と同様の管を使用し、接合条件も実施例１と同様とした。継手は図９に示したもの、装置は図１０に示したものを使用した。
継手に設置した非貫通孔に樹脂が流れ込んできたことを圧力計にて計測する機構を回転部に備え、電極を通じて信号が送られる構造とした。
又、圧力を検知した時点で回転が停止する機構とした。
また14秒回転した時点で圧力を検知していなくても停止するプログラムとなっており、この場合は異常を知らせる機構を採用した。
回転開始後10秒後に圧力を検知し、正常に接合が終了した。接合品について熱間内圧試験(JIS K 6787)したところ、内圧１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）で２００時間後、管から破壊した。
【００４３】
（比較例１）
実施例１で用いた継手・装置を用いた。
管は外径16.5mmと規格を外れたものを使用して実施例１と同じ条件で接合したところ、初期で3N.mまでトルクが上昇しなかったために、異常を検出した。
トルクの実測値を図１１に示す。接合品を熱間内圧試験(JIS K 6787)したところ、１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）に昇圧中に接合部から漏れが生じた。
【００４４】
（比較例２）
実施例１で用いた管・継手・装置を用いた。
継手内に、管を両側から1.5MPaの圧力で挿入後、継手を回転速度0.45m/s で３秒間回転させ、続いて0.89m/s ではなく0.45m/s でそのまま回転させた。14秒回転した時点で積分値が36N.m に到達せずに異常が検出された。
実測トルクを図１２に示す。接合品を熱間内圧試験(JIS K 6787)したところ、１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）に昇圧中に接合部から漏れが生じた。
【００４５】
（比較例３）
実施例２で用いた継手・装置を用いた。
管は外径16.5mmと規格を外れたものを使用して実施例１と同じ条件で接合したが、14秒後も圧力を検知せず、異常終了した。接合品を熱間内圧試験(JIS K 6787)したところ、１．３２Ｍｐａ（１３．５kg/cm²）に昇圧中に接合部から漏れが生じた。
【００４６】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂管・継手の接合品の良否判定方法、良否判定装置及び樹脂管・継手の接合品の製造装置は、以上のように構成されているので、高圧・高温状態でも優れた接合強度を有する接合品を提供できる。
従って、例えばガス用、上水道用、給水給湯用、スプリンクラー用等の耐震・耐熱・耐圧が要求される配管や、温泉用等の耐熱・耐腐食が要求される配管の接合に好適に適用できる。
具体的には、本発明に係る請求項１記載の樹脂管・継手の接合品の良否判定方法は、摩擦の手段が回転であり、回転中のトルクの初期ピーク及び回転中のトルクの時間積分値の計測により、接合面の樹脂分子が一定量切断されたこと、及び、継手と配管材に摩擦による熱量が一定蓄熱したことの２要件を満たしたか否かにより接合品の良否を判定するので、強度を発現するに必要な分子の絡み合いの不具合を検出することとなり、従来よりも容易な、かつ精度の高い良否判定が可能である。
請求項２記載のトルクの初期ピークを検出する機構、及びトルクの時間積分値を計測する機構を備えた良否判定装置により、容易でかつ精度の高い良否判定をなし得る。
請求項３記載の樹脂管・継手の接合品の製造装置は、樹脂製配管材の接合対象部を挿入するための押し込み機構、管を固定するためのクランプ機構、及び継手を回転させるための回転力付与機構を備えると共に、請求項２記載の良否判定装置が組み込まれているので、容易に、樹脂管・継手の接合品の良品を製造し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂管・継手の接合品の良否判定方法に供される接合部の模式的断面図である。
【図２】本発明に係る良否判定方法に用いられる回転中の時間によるトルク変化（時間積分値）の一例である。
【図３】本発明に係る樹脂管・継手の接合品の良否判定方法に用いて好適な判定装置を組み込んだ、本発明に係る樹脂管・継手の接合品の製造装置の１例を表わす正面図である。
【図４】図３とは異なる、トルクを検出する装置の説明図であり、（ａ）は要部の正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図５】樹脂管・継手の接合品の良否判定方法を説明するための図であり、（ａ）は外面から接合面に向けて非貫通の孔が設けられた継手に両側から管を挿入して接合した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）において楕円で囲んだ部分の拡大図である。
【図６】継手の非貫通の孔に設けた突起を示す断面図である。
【図７】実施例１に用いた継手の寸法図である。
【図８】実施例１におけるトルク実測図である。
【図９】実施例２に用いた継手の寸法図である。
【図１０】樹脂管・継手の接合品の良否判定方法に用いて好適な判定装置を組み込んだ、樹脂管・継手の接合品の製造装置の１例を表わす図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）における要部の拡大断面図である。
【図１１】比較例１におけるトルク実測図である。
【図１２】比較例２におけるトルク実測図である。
【図１３】配管材の接合状態の１例を表わす断面図である。
【図１４】配管材の接合状態の他の１例を表わす断面図である。
【図１５】配管材の接合状態の更に他の１例を表わす断面図である。
【図１６】配管材の接合状態の更に他の１例を表わす断面図である。
【図１７】配管材の接合状態の更に他の１例を表わす断面図である。
【符号の説明】
１：樹脂管・継手の接合品の良否判定装置を組み込んだ、樹脂管・継手の接合品の製造装置
２：管
３：継手
４：トルク計
１１ａ：クランプ
１１ｂ：クランプ
１４：モーター
１５：エアーシリンダ
２０：トルクの初期ピーク
２１：継手の非貫通孔
３５：コントローラー
３６：圧力計
３７：スリップリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bonded product quality determination method, a quality determination device, and a resin pipe / joint joint manufacturing apparatus, particularly when a resin pipe and a joint are friction-melt bonded to obtain a resin pipe / joint joint product. The present invention relates to a quality determination method for joints of resin pipes and joints used for earthquake-resistant, heat-resistant, pressure-resistant, and corrosion-resistant piping for gas, water supply, hot water supply, hot spring use, sprinkler use, etc.
[0002]
[Prior art]
Compared to other heat fusion methods, friction welding does not require a heating element, so the joint can be made at low cost, and the temperature rise / cooling time can be greatly shortened, making it easier to work with. It is an excellent joining means.
For example, Japanese Patent Publication No. 63-50116 discloses a relationship between the maximum stop acceleration and the joint strength when the frictional motion is stopped after the joints are friction-melted to each other. From this relationship, a reference value corresponding to the required joint strength is determined in advance, and during friction welding, the acceleration at the time of stopping the frictional motion is measured, and when it is below the preset reference value A method for determining a bonding failure has been proposed.
Also, Japanese Patent Publication No. 63-50181 proposes a method for measuring the frictional force after the start of braking of the frictional motion at the joint and determining that the joint is good when it is below a preset reference value. Has been.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the knowledge of the present inventors, the acceleration at the time of stopping the frictional motion is, in reality, largely dependent on the rotational resistance (torque) and braking ability of the rotating part of the device. With the method described in Japanese Patent Publication No. 63-50116, it has been difficult to determine the quality of bonding with high accuracy.
In addition, in Japanese Patent Publication No. 63-50181, contrary to Japanese Patent Publication No. 63-50116, a defective product having an abnormally high rotational resistance can be detected. An abnormal decrease in rotational resistance due to a decrease in surface pressure due to tool trouble cannot be detected, and this has the problem that it cannot be said that it is not sufficient unless an output check of the applied pressure is also performed. .
[0004]
In view of the above-described problems of the conventional method for determining the quality of friction welding, the present invention is nondestructive and can be used to determine the quality of a bonded product of a joint that can easily and accurately determine the quality of a bonded product. It is an object of the present invention to provide a method, a quality determination device used in this determination method, and a resin pipe / joint manufacturing apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a state in which a joint portion, a joint target portion, and a joint target portion of a resin pipe material are inserted into a joint portion provided inside the plastic joint. The joint surface rotation It is a quality determination method when joining the joining target part to the joining part by rubbing, By measuring the initial peak of torque during rotation and the time integral value of torque during rotation, A certain amount of resin molecules on the joint surface have been cut, and a certain amount of heat has been stored due to friction in the joint and piping material. , A quality determination method for a bonded product of a resin pipe / joint that determines whether a bonded product is good or not based on whether or not the two requirements are satisfied is provided.
[0006]
The invention according to claim 2 With the joint part of the resin piping material inserted into the joint part provided inside the resin joint, the joint part is attached to the joint part by rotating and rubbing the joint surface between the joint part and the joint target part. A device for determining whether or not to join a resin pipe / joint having a mechanism for detecting an initial peak of torque when a resin joint is rotated and a mechanism for measuring a time integral value of torque. Pass / fail judgment device I will provide a.
[0007]
Claims 3 In the described invention, the joint portion is formed by rotationally rubbing the joint surface between the joint portion and the joint target portion in a state where the joint target portion of the resin piping material is inserted into the joint portion provided inside the resin joint. An apparatus for manufacturing a joined product in which a joining target part is joined to the joining part, a push-in mechanism for inserting a joining target part of resin piping material into the joining part, a clamp mechanism for fixing a pipe, and a joint. A rotational force applying mechanism for rotating, a mechanism for detecting an initial peak of torque when the resin joint is rotated, and , Provided is a resin pipe / joint joint manufacturing apparatus having a mechanism for measuring a time integral value of torque.
[0011]
According to the method of determining the quality of the joined product of the resin pipe / joint of the present invention, in the state where the joining target part of the resin piping material is inserted into the joining part provided inside the resin joint, The joint surface rotation It is a quality determination method when joining the joining target part to the joining part by rubbing, By measuring the initial peak of torque during rotation and the time integral value of torque during rotation, A certain amount of resin molecules on the joint surface have been cut, and a certain amount of heat has been stored due to friction in the joint and piping material. , It is the quality determination method of the joined article which determines whether 2 requirements of these were satisfy | filled.
[0012]
In the present invention, the resin joint is generally a socket joint made of a thermoplastic resin or a non-insertion-side thermoplastic resin pipe member whose diameter is enlarged at one end.
The part to be joined is not particularly limited.For example, the joint part including the elbow, cheese, reducer, increaser, header, etc. And pipe ends such as straight pipes.
The joined portion refers to a portion where the outer surface to be joined and the inner surface of the joint come into contact after friction welding.
[0013]
The friction welding method is not particularly limited. For example, a method of rotating the joint around the joint axis, , Examples thereof include a method of vibrating in the forward direction, the reverse direction with respect to the joint axis direction, and the combination direction thereof.
[0014]
As the resin for forming the joint portion and joint of the piping material, a thermoplastic resin is suitable, for example, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride, crosslinked polyethylene, polyphenylene sulfide. Among them, polyethylene is particularly suitable, and among them, a resin having no or low fluidity even when the crystal melting temperature is exceeded, such as crosslinked polyethylene and ultrahigh molecular weight polyethylene, is suitable.
[0015]
In the case of a cross-linked resin, the cross-linking means is of course not limited, and examples thereof include water cross-linking, electron beam cross-linking, and cross-linking with a cross-linking agent such as peroxide.
The method for manufacturing the joint is not particularly limited, but if there is no problem in terms of shape, injection molding is preferable from the viewpoint of molding cost.
[0016]
The production method of the piping material is not particularly limited, but for elbows, cheeses, reducers, incrementers, headers, etc., there is no problem in terms of shape, injection molding is preferred from the viewpoint of molding cost, and straight pipes, etc. In the case of a long product, extrusion molding is considered preferable.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as necessary.
In the present invention, as a form of joining of the jointed product of the resin pipe / joint for determining pass / fail, as shown in FIG. 13, it is provided inside a joint (or a pipe whose one end is enlarged in diameter) S. A joint in a form in which an end part which is a joining target part of a pipe (or joint) P is inserted into the joint part, a joint in a form in which the pipe P is inserted on both sides of the socket-like joint S, as shown in FIG. As shown in FIG. 15, the joint S has a configuration in which a pipe P is inserted into one end of the joint S and an elbow E is inserted into the other end, and as shown in FIG. As shown in FIG. 17, the pipe P is inserted into one end of the joint S, the small diameter side of the reducer R is inserted into the other end, and the large diameter side of the reducer R is connected to the large diameter joint S. ₂ Large diameter fitting S ₂ Large diameter pipe P at the other end ₂ The joining of the form which inserted is mentioned.
[0018]
Claim 2 The quality determination device for the joint product of the resin pipe / joint described in claim 1 It is an apparatus that is directly used to carry out the quality determination method for the resin pipe / joint joint described in the above, and a mechanism for detecting the initial peak of torque when the resin joint is rotated and the time integral value of the torque. It is necessary to provide a mechanism for measuring.
[0019]
3 claims 2 A built-in pass / fail judgment device for the resin pipe / joint joint described in claim 3 It is a front view showing one form of the manufacturing apparatus of the joining product of the described resin pipe and joint. For example, a mechanism for detecting an initial peak of torque and a mechanism for measuring a time integral value of torque by a torque meter 4 connected to a motor 14 for rotating a joint and a controller 35 connected to the torque meter 4 It is configured.
[0020]
The resin pipe / joint joint manufacturing apparatus 1 grips the pipes 2 and 2 respectively, and rotates with the two clamps 11a and 11b connected by the links 16 and 16 and the socket-type joint 3 gripped. It is connected to a universal joint rotating jig 12, a motor 14 for rotating the joint rotating jig 12 via a timing belt 13, and one clamp 11a. The clamp 11a is advanced and retracted in the direction of the joint rotating jig 12. The clamp 11b is also provided with an air cylinder 15 adapted to move forward and backward in the direction of the joint rotating jig 12 via the links 16 and 16, and these are for inserting the joining target portion in claim 4. A pushing mechanism, a clamping mechanism for fixing the pipe, and a rotational force applying mechanism for rotating the joint.
[0021]
The manufacturing apparatus 1 further includes a torque meter 4 and a controller 35 that constitute the torque initial peak detection mechanism and the torque time integral value measurement mechanism.
The controller 35 with a built-in computer is set to read the output from the torque meter 4, calculate and measure the time integral value, and display the measurement result together with the initial peak on the integrated display.
The timing belt 13 can be referred to as a transmission mechanism that transmits the rotation of the motor 14 to the joint, and normally constitutes a part of a rotational force imparting mechanism for rotating the joint.
[0022]
In order to use the apparatus 1, first, the joint 3 is gripped by the joint rotating jig 12, and the pipes 2 are gripped by the clamps 11a and 11b, respectively.
Next, the air cylinder 15 is operated to move the clamps 11a and 11b in the direction of the joint rotating jig 12, and the pipes 2 and 2 are started to be inserted from both sides inside the joint 3 until they contact the joint central protrusion. To do.
Thereafter, the motor 14 is driven to rotate the joint 3 together with the joint rotating jig 12, and during that time, a force in the direction of insertion into the joint 3 (parallel to the pipe axis) is applied to the pipe 2 so that the pipe 2 comes out. Hold.
[0023]
At this time, by measuring the initial peak of rotating torque and the time integral value of rotating torque, a certain amount of resin on the joint surface was cut, and a certain amount of heat was stored in the joint and piping material due to friction. The quality of the joined product is determined based on whether or not the two requirements are satisfied.
Specifically, at the initial torque peak 20 as shown in FIG. 2, the upper and lower reference values are set and monitored to determine whether or not a certain amount of resin molecules have been cut, and the torque shown in FIG. Whether the heat storage amount is appropriate or not is determined depending on whether or not it is within the range of the reference value.
[0024]
As shown in FIG. 4, the torque initial peak detection mechanism and the torque time integral value measurement mechanism include a jig 12 attached to the piping material 2, and the rotational resistance force is measured by a measuring instrument such as a load cell 21. , A device that converts to torque, and a controller that reads the value of the torque, calculates and measures the time integral value, and displays the time integral value. A combination of an amplifier that amplifies the torque value, a computer, and a device that displays the measurement results separately, which are provided in place of the controller, may be used.
It is also possible to adopt a method of converting to torque from the current consumption of the motor 14 in FIG.
[0025]
The measured torque may be partially monitored or continuously monitored. Further, a device for displaying torque and a device for recording may be provided. Furthermore, a device for notifying an abnormality may be provided when an initial peak is not detected or when a predetermined amount of heat is not reached within a predetermined time.
[0026]
In addition to the method based on the cutting of the resin molecules and the amount of stored heat as described in claim 1, the determination of the quality of the joined product of the resin pipe / joint is as follows. It is also possible to carry out according to the amount of the resin that has flowed into the hole during joining.
[0027]
As shown in FIG. 5, the layer that stores the amount of heat necessary for bonding is determined in advance for the depth of the non-penetrating hole, and the hole 22 is drilled to the vicinity facing this layer.
One or more holes 22 are provided for each joint.
It is not necessary to completely fill the hole, and it is only necessary to know that the resin has flowed into the hole. For example, as shown in FIG. 6, a resin protrusion 23 is provided inside the hole 22 so that the softened molten resin flows out. A method for detecting the protrusion 23 protruding from the hole is mentioned.
[0028]
In addition, a detection method using a contact / non-contact position sensor that detects the depth of the hole, a detection method using a pressure sensor inserted into the hole and a resin pressure that flows out, and a camera attached to the monitor to visually detect that it has flowed out. Or the method of detecting by image analysis etc. is mentioned.
[0029]
FIG. 10 is an apparatus for manufacturing a jointed product of a resin pipe and a joint incorporating a device having a mechanism for measuring the amount of resin flowing into a non-through hole installed in the joint with a pressure gauge. It is a front view, (b) It is a principal part expanded sectional view.
In FIG. 10B, 36 is a pressure gauge, 37 is a slip ring, 12 ′ is a rotating jig, and a signal is sent to the slip ring 37 through an electrode.
[0030]
For example, in the case of polyethylene in the range preferably used in the present invention, the detection pressure is usually 0.05 to 0.5 Mpa, preferably about 0.1 to 0.3 Mpa. This is because if it is less than 0.05 Mpa, the resin is insufficiently melted, and if it exceeds 0.5 Mpa, it is judged that the resin is excessively melted.
When judging the quality of the bonding based on the measured flow rate of the resin, the diameter of the hole and the height at which the hole is filled to fill the hole are designed so that the pressure range is satisfied.
[0031]
(Function)
In order to insert a pipe into the joint and frictionally weld it, the joint portion must have a surface pressure in a molten state. As a process for that, it is preferable to rub after inserting the pipe into the joint. When a pipe is inserted into a rotating joint because of friction, the pipe wears and scrapes the resin at the joint inner surface of the joint. This is because it becomes low and causes a so-called sink after cooling.
[0032]
Here, even if it wears after insertion, a wear phenomenon occurs on the joint surface. After this wear, the temperature of the resin rises and melts while the surface pressure becomes appropriate. This abrasion means cutting of resin molecules that are macromolecules from a microscopic viewpoint.
When the molecularly cut resin is melted, the fluidity becomes high, and the whole surface is brought into contact with the joint surface. In the case of a resin having fluidity when heated to a temperature higher than the crystal melting temperature, such as polyethylene, in addition to this, a strong bonding is performed by applying a heat amount necessary for molecules to diffuse and entangle with each other.
[0033]
This joining is performed by the amount of heat stored in the layer 30 heated above the crystal melting temperature (melting point) by heat transfer in the thickness direction of the pipe / joint as shown in FIG. That is, the requirements for obtaining a strong bonded product in friction bonding are molecular cutting and heat storage. In addition, this molecular cutting is a very important requirement for crosslinked resins and ultrahigh molecular weight polyethylene, which are usually considered impossible or difficult to fuse, and can be fused by friction bonding.
That is, the reason why these resins cannot be fused is that entanglement does not occur because molecules do not diffuse easily even when heated to the melting point or higher.
[0034]
However, by controlling the amount of molecular cutting caused by frictional bonding to a certain amount, the cut molecules are diffused and entangled with each other, so that a strong bonded product can be obtained.
[0035]
Now, it was found that molecular cutting and heat storage can be detected by torque. FIG. 2 shows an example of torque fluctuation during rotation. As the rotational speed increases, the rotational resistance (torque) increases rapidly. However, when the crystal melts due to temperature rise after molecular cutting, the torque once decreases.
The torque gradually increases due to the increase in the contact area, but if the entire surface comes into contact, the torque gradually decreases due to the temperature rise in the entire joining surface and the increase in the molten layer. The initial peak portion is particularly important for those that are gel-like and do not exhibit fluidity even when the crystal melting temperature is exceeded, such as a crosslinked resin or ultrahigh molecular weight polyethylene.
[0036]
This indicates that the torque is reduced because the molecules are cut by friction and the fluidity is exhibited by increasing the temperature. Confirmation that such a peak exists is one requirement.
Furthermore, by setting and monitoring the upper and lower reference values for this peak, the resin pressure at the joint does not rise to the extent that it does not lead to sink marks after cooling due to defects in the joint surface or equipment. It is possible to detect a case where the torque is abnormally low or a case where the temperature rise is insufficient and the torque is abnormally high.
[0037]
Once molecular cutting / fluidity occurs, the amount of heat necessary for molecular entanglement may be confirmed, and this is detected by the time integral value of the torque curve. The time integral value of the torque, that is, the area in FIG. 2, represents the input energy, that is, this corresponds to the amount of heat. By detecting these two, it can be determined whether the joining condition is good or bad. Further, the torque decreases with the increase of the melt layer toward the end of rotation. At this time, a reference value is provided, and if the torque decreases to this reference value, a determination is made that a predetermined amount of heat has been stored. It is also possible.
[0038]
In addition to the method based on the cutting of the resin molecules and the amount of stored heat according to claim 1, the determination of the quality of the jointed product of the resin pipe / joint flows out into the non-through hole provided from the joint outer surface toward the joint surface. It is also possible to carry out by the amount of the resin flowing out, and as shown in FIG. 5, the depth of the non-penetrating hole 22 is examined in advance for the layer 30 that stores the amount of heat necessary for bonding, and this layer faces this layer. Set up close. This layer 30 is a portion heated to the melting point of the resin or higher during bonding. In addition to the surface pressure from the beginning, a pressure due to thermal expansion is applied to the joint, and a phenomenon occurs in which the molecules are cut and the resin layer 31 having fluidity tries to flow into a low pressure portion.
[0039]
The resin from the hole 22 to the joint surface is softened by the expansion of the molten layer, so that the resin having fluidity flows into the hole. In other words, by detecting that the resin has flowed out of the hole, it can be said that a certain amount of cleavage and heat storage of the resin molecules in claim 1 are detected at the same time. In particular, resins such as crosslinked resins and ultra-high molecular weight polyethylene that are gel-like and not flowable even in a molten state are suitable in that it can be directly observed as a phenomenon that a resin without flowing wrinkles flows out conventionally. is there.
[0040]
【Example】
Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with the comparative examples.
Example 1
A cross-linked polyethylene pipe (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Eslopex 13A: outer diameter 17 mm, wall thickness 2 mm, length 30 cm) and a joint (made of cross-linked polyethylene) whose dimensions are shown in FIG. 3 is set in the apparatus for manufacturing joints of resin pipes and joints incorporating the pass / fail judgment device, and after inserting the pipes into the joints at a pressure of 1.5 MPa from both sides, the joints are rotated at a rotational speed of 0.45 m / Rotation was performed for 3 seconds at s, and then at a setting of stopping at 0.89 m / s when the torque integral value exceeded 36 N · m.
An insertion force of 0.4 MPa was applied to the rotating tube in the tube axis direction.
[0041]
Torque measurement was performed with a torque meter provided in the apparatus. However, before joining, do not use the joint / pipe, measure the loss with the device with only the joint rotation jig set, and calculate this loss from the torque when the pipe / joint is set and actually joined. The value obtained by subtracting was used.
The device is programmed to recognize that an initial peak is around 3 N · m, and if the torque does not reach the initial stage up to 3 N · m or exceeds 3 N · m, the torque does not decrease, that is, the peak It is equipped with a mechanism that informs of abnormalities when there is no.
Further, the program is stopped even if the integrated value does not reach 36 N · m at the time of rotation for 14 seconds, and a mechanism for notifying abnormality is provided also in this case.
Ten seconds after the start of rotation, 36 N · m was reached, and the joining was completed normally. The measured values of torque are shown in FIG.
After cooling sufficiently, the joined product was removed from the device and subjected to a hot internal pressure test (JIS K 6787). The internal pressure was 1.32 MPa (13.5 kg / cm ² ) After 200 hours.
[0042]
(Example 2)
The same tube as in Example 1 was used, and the joining conditions were the same as in Example 1. The joint shown in FIG. 9 and the apparatus shown in FIG. 10 were used.
A mechanism for measuring with a pressure gauge that the resin has flowed into the non-through hole provided in the joint is provided in the rotating portion, and a signal is sent through the electrode.
In addition, the mechanism is such that rotation stops when pressure is detected.
In addition, the program stops even if pressure is not detected at the time of rotation for 14 seconds. In this case, a mechanism for notifying abnormality is adopted.
Pressure was detected 10 seconds after the start of rotation, and welding was completed normally. When the hot internal pressure test (JIS K 6787) was performed on the joined product, the internal pressure was 1.32 MPa (13.5 kg / cm ² ) After 200 hours.
[0043]
(Comparative Example 1)
The joint / device used in Example 1 was used.
When a pipe outside the standard with an outer diameter of 16.5 mm was used and joined under the same conditions as in Example 1, an abnormality was detected because the torque did not increase up to 3 Nm at the initial stage.
The actual measured value of torque is shown in FIG. When the joined product was subjected to a hot internal pressure test (JIS K 6787), it was found to be 1.32 MPa (13.5 kg / cm ² ) During the pressurization, leakage occurred from the joint.
[0044]
(Comparative Example 2)
The pipe / joint / device used in Example 1 was used.
After inserting the pipe into the joint at a pressure of 1.5 MPa from both sides, the joint was rotated at a rotational speed of 0.45 m / s for 3 seconds, and then rotated as it was at 0.45 m / s instead of 0.89 m / s. When rotating for 14 seconds, the integral value did not reach 36N.m and an abnormality was detected.
The measured torque is shown in FIG. When the joined product was subjected to a hot internal pressure test (JIS K 6787), it was found to be 1.32 MPa (13.5 kg / cm ² ) During the pressurization, leakage occurred from the joint.
[0045]
(Comparative Example 3)
The joint / device used in Example 2 was used.
A pipe outside the standard with an outside diameter of 16.5 mm was used and joined under the same conditions as in Example 1. However, no pressure was detected after 14 seconds, and the process ended abnormally. When the joined product was subjected to a hot internal pressure test (JIS K 6787), it was found to be 1.32 MPa (13.5 kg / cm ² ) During the pressurization, leakage occurred from the joint.
[0046]
【The invention's effect】
The resin pipe / joint joint quality determination method, quality determination device, and resin pipe / joint joint manufacturing apparatus according to the present invention are configured as described above, so that excellent bonding can be achieved even under high pressure and high temperature conditions. A bonded product having strength can be provided.
Therefore, it can be suitably applied to, for example, pipes that require earthquake resistance, heat resistance, and pressure resistance such as gas, water supply, hot water supply, and sprinkler, and pipes that require heat resistance and corrosion resistance such as hot springs.
Specifically, according to the present invention Claim 1 How to judge the quality of resin pipe / joint joints The friction means is rotation, and by measuring the initial peak of torque during rotation and the time integral value of torque during rotation, It is possible to determine the quality of the joined product based on whether or not a certain amount of resin molecules on the joint surface has been cut and whether the joint and piping material have a certain amount of heat stored by friction satisfying the two requirements. Therefore, it is possible to detect a defect of molecular entanglement necessary for the determination, and it is possible to make a pass / fail judgment easier and more accurate than before.
Claim 2 The pass / fail judgment device provided with the mechanism for detecting the initial peak of torque and the mechanism for measuring the time integral value of the torque can easily and accurately make a pass / fail judgment.
Claim 3 The apparatus for manufacturing a joint product of a resin pipe / joint described is a push-in mechanism for inserting a joining target portion of a resin piping material, a clamp mechanism for fixing a pipe, and a rotational force applying mechanism for rotating the joint. And claim 2 Since the described quality determination device is incorporated, a non-defective product of a joined joint of a resin pipe and a joint can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a joint used in a quality determination method for a joined product of a resin pipe and joint according to the present invention.
FIG. 2 is an example of torque change (time integration value) with time during rotation used in the quality determination method according to the present invention.
FIG. 3 is a front view showing an example of a resin pipe / joint joint manufacturing apparatus according to the present invention, which incorporates a determination device suitable for use in the quality determination method for a resin pipe / joint joint according to the present invention. FIG.
4A and 4B are explanatory views of a device for detecting torque, which is different from FIG. 3, in which FIG. 4A is a front view of the main part, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 5 is a view for explaining a quality determination method for a joined product of a resin pipe / joint, where (a) inserts a pipe from both sides into a joint provided with a non-through hole from the outer surface toward the joint surface. Sectional drawing which shows the state joined by joining, (b) is an enlarged view of the part enclosed by the ellipse in (a).
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a protrusion provided in a non-through hole of a joint.
7 is a dimensional diagram of the joint used in Example 1. FIG.
8 is a torque measurement diagram in Example 1. FIG.
9 is a dimensional diagram of a joint used in Example 2. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a resin pipe / joint joint manufacturing apparatus incorporating a determination device suitable for use in a resin pipe / joint joint quality determination method. FIG. FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the main part in FIG.
11 is an actual torque measurement diagram in Comparative Example 1. FIG.
12 is a torque measurement diagram in Comparative Example 2. FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example of a joined state of piping materials.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating another example of a joined state of piping materials.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing still another example of a joined state of piping materials.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing still another example of a joined state of piping materials.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing still another example of a joined state of piping materials.
[Explanation of symbols]
1: Plastic pipe / joint joint manufacturing equipment incorporating a resin pipe / joint joint quality judgment device
2: Tube
3: Fitting
4: Torque meter
11a: Clamp
11b: Clamp
14: Motor
15: Air cylinder
20: Initial torque peak
21: Non-through hole of joint
35: Controller
36: Pressure gauge
37: Slip ring

Claims

With the joint part of the resin piping material inserted into the joint part provided inside the resin joint, the joint part is attached to the joint part by rotating and rubbing the joint surface between the joint part and the joint target part. It is a quality determination method when joining,
By measuring the initial peak of torque during rotation and the time integral value of torque during rotation, a certain amount of resin molecules on the joint surface were cut, and
Joint and the amount of heat due to friction in the pipe material has a certain amount thermal storage, the and judging the quality of bonded article by whether filled with 2 requirements, quality determination method of bonded article of the resin pipe and fittings.

With the joint part of the resin piping material inserted into the joint part provided inside the resin joint, the joint part is attached to the joint part by rotating and rubbing the joint surface between the joint part and the joint target part. A quality determination device for joining,
A mechanism for detecting the initial peak of torque when rotating a plastic joint and a mechanism for measuring the time integral value of torque were provided.
A quality judgment device for joints of resin pipes and joints.

In the state where the joint target part of the resin piping material is inserted into the joint part provided inside the plastic joint, the joint target part is formed in the joint part by rotating and rubbing the joint surface between the joint part and the joint target part. An apparatus for producing a joined product,
A push-in mechanism for inserting a joining target part of the resin piping material into the joining part,
Clamping mechanism for fixing the tube,
A rotational force applying mechanism for rotating the joint, and
A mechanism for detecting an initial peak of torque when the resin joint is rotated, and
Provided a mechanism for measuring the time integral value of torque
An apparatus for manufacturing joints of resin pipes and joints.