JP6904698B2

JP6904698B2 - 分岐サドル継手

Info

Publication number: JP6904698B2
Application number: JP2016250547A
Authority: JP
Inventors: 宏昭坂本; 健二橋津
Original assignee: Kubota ChemiX Co Ltd
Current assignee: Kubota ChemiX Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: JP2018105371A

Description

この発明は分岐サドル継手に関し、特にたとえば、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される、分岐サドル継手に関する。

従来、合成樹脂製の水道配水管の本管から分岐を取り出すための管の分岐方法として、ＥＦサドル継手およびＥＦサドル付分水栓などの電気融着接合タイプの分岐サドル継手を使用した方法が公知である。

たとえば、特許文献１には、従来の分岐サドル継手の一例が開示されている。特許文献１の分岐サドル継手は、本管の外周面に融着接合されるサドル部と、サドル部から突出する分岐管部（分岐部本体および分岐管接続部）とを有している。サドル部は、本管の外径と略同じ大きさの内径を有する半円筒状に形成される。

上述のような分岐サドル継手を本管に対して融着接合する際には、本管に分岐サドル継手を載置し、チェーンクランプ等の固定具を用いて、本管の外周面とサドル部の内周面とが密着するように固定する。そして、サドル部内に埋設した電熱線に通電して発熱させ、本管の外周面とサドル部の内周面とを融着接合する。

特開２０１５−２１５０４４号公報

電気融着接合タイプの分岐サドル継手では、融着不良を防止するためには、通電作業中において、本管の外周面とサドル部の内周面とを適切に密着させた状態で固定しておくことが重要である。このため、本管の外周面に対してサドル部の内周面をより安定的に密着させて固定できる分岐サドル継手が望まれる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、分岐サドル継手を提供することである。

この発明の他の目的は、本管に対してサドル部を安定的に密着させて固定することができ、本管とサドル部とを適切に融着接合できる、分岐サドル継手を提供することである。

第１の発明は、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、分岐孔を有する湾曲板状のサドル部、および分岐孔の周縁部から立ち上がる分岐管部を備え、分岐サドル継手を本管に載置した状態においてサドル部の内周面と本管の外周面との間に隙間が形成されるように、サドル部は、本管の外径よりも小さい内径を有し、サドル部の周方向中心部における隙間の大きさは、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲であり、本管の外周面に密着させたときのサドル部の内周面の中心角は、４５度以上１１０度以下の範囲であり、さらに、サドル部は、電熱線が埋設される電熱線部と、電熱線部の内側に配置される第１コールドゾーンと、電熱線部の外側に配置される第２コールドゾーンとを有し、サドル部の中心角に対する第２コールドゾーンの中心角の割合は、１５％以上３５％以下の範囲である、分岐サドル継手である。

第１の発明では、分岐サドル継手は、合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために本管の外周面に電気融着接合される継手であって、分岐孔を有する湾曲板状のサドル部と、分岐孔の周縁部から立ち上がる分岐管部とを備える。そして、サドル部の内径は、本管の外径よりも小さく設定される。つまり、サドル部の内周面の曲率半径は、本管の外周面の曲率半径よりも小さく、分岐サドル継手を本管に載置した状態では、サドル部の内周面と本管の外周面との間に隙間が形成される。また、この隙間の大きさ（高さ）は、サドル部の周方向中心部において、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲に設定される。
また、サドル部の内周面の中心角は、本管の外周面に密着させたときに、４５度以上１１０度以下の範囲となるように設定される。
さらに、サドル部は、電熱線が埋設される電熱線部を有し、電熱線部の内側および外側には、融着時における溶融樹脂のはみ出しを防止するためコールドゾーンが形成される。すなわち、サドル部は、電熱線部の内側に第１コールドゾーンを有し、電熱線部の外側に第２コールドゾーンを有する。そして、サドル部の中心角に対して第２コールドゾーンの中心角が占める割合は、１５％以上３５％以下の範囲に設定される。

分岐サドル継手のサドル部と本管とを融着接合するときには、サドルクランプ等の固定具を用いて、サドル部を押し広げるようにして本管に密着させて固定する。このとき、拡径方向に変形されたサドル部には、縮径方向（つまり本管を押圧する方向）に復元力が作用して、サドル部が本管を抱き込む状態となる。

第１の発明によれば、サドル部を押し広げるようにして本管に密着させたときに、サドル部が本管を抱き込む状態となるので、本管に対してサドル部を安定的に密着させて固定することができ、本管とサドル部とを適切に融着接合できる。

また、第１の発明によれば、サドル部の破損を防止しつつ、本管に対してサドル部を安定的に密着させることができる。

さらに、第１の発明によれば、製品の低コスト化および低重量化を図りつつ、本管に対してサドル部を安定的に密着させることができる。

さらにまた、第１の発明によれば、溶融樹脂のはみ出しを適切に防止しつつ、製品の低コスト化および低重量化を図ることができる。

この発明によれば、サドル部を押し広げるようにして本管に密着させたときに、サドル部が本管を抱き込む状態となるので、本管に対してサドル部を安定的に密着させて固定することができ、本管とサドル部とを適切に融着接合できる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例である分岐サドル継手を本管に取り付けた様子を示す断面図である。図１の分岐サドル継手を示す正面図である。図１の分岐サドル継手を示す平面図である。図１の分岐サドル継手を示す右側面図である。固定具を用いて分岐サドル継手を本管に固定した様子を示す図解図である。分岐サドル継手を本管に載置した状態を示す図解図である。分岐サドル継手のサドル部を本管に密着させた状態を示す図解図である。分岐サドル継手のサドル部を示す部分断面図である。この発明の他の実施例である分岐サドル継手を示す正面図である。

図１を参照して、この発明の一実施例である分岐サドル継手１０は、ポリエチレンおよびポリプロピレン等の熱融着可能な合成樹脂によって形成される水道配水管の本管１００から分岐管１０２を取り出す際に、本管１００の外周面に電気融着接合されるＥＦ（エレクトロフュージョン）サドル継手である。この分岐サドル継手１０は、基本的には水道配水管を不断水分岐するための継手であるが、不断水分岐に用いることに限定されず、たとえば、新規に敷設する水道配水管の断水状態での分岐、或いは、下水管およびガス管などの分岐に用いることも可能である。

以下、図１−図４を適宜参照して、分岐サドル継手１０の全体構成について説明する。図１−図４に示すように、分岐サドル継手１０は、本管１００と同種の熱融着可能な合成樹脂によって一体的に形成されるサドル部１２および分岐管部１４を備える。この実施例では、サドル部１２および分岐管部１４のそれぞれは、ポリエチレンによって形成される。

サドル部１２は、所定の内径（曲率半径）を有する断面円弧状の湾曲板状体であり、その中央部には、平面視略真円形の分岐孔１６が形成される。サドル部１２の軸方向の長さは、たとえば１６０ｍｍであり、その厚さは、たとえば１０ｍｍである。また、詳細は後述するように、サドル部１２の内径は、取り付けられる本管１００の外径よりも小さく設定される。つまり、サドル部１２の内周面の曲率半径は、本管１００の外周面の曲率半径よりも小さい。この実施例では、本管１００の外径が２５０ｍｍであるのに対して、サドル部１２の内径は１８０ｍｍである。

サドル部１２の内周面側、すなわち本管１００との接合面側には、分岐孔１６を中心にして渦巻き状または葛折り状などの任意の形状に配置された電熱線が埋設される。電熱線の両端部は、サドル部１２の外周面から突出して形成される電源接続端子２０に接続される。電源接続端子２０は、サドル部１２の軸方向両端部に配置されており、この電源接続端子２０を電源に接続して、電熱線に電流を流すことによって、サドル部１２および本管１００の接合面の樹脂が加熱溶融される。また、サドル部１２の外周面には、電源接続端子２０の内側に、サドル部１２および本管１００の融着面同士が融着したことを示すインジケータ２２が形成される。

また、サドル部１２には、電熱線が埋設される電熱線部１２ａの内側および外側に、融着時における溶融樹脂のはみ出しを防止するためコールドゾーンが形成される。すなわち、サドル部１２は、電熱線部１２ａと、電熱線部１２ａの内側（サドル部１２の中央部）に配置される第１コールドゾーン１２ｂと、電熱線部１２ａの外側（サドル部１２の周縁部）に配置される第２コールドゾーン１２ｃとを有する（図８参照）。

また、分岐孔１６の周縁部には、サドル部１２の径方向外側に向かって立ち上がる分岐管部１４が形成される。分岐管部１４は、サドル部１２から突出する短管状の分岐部本体２４と、分岐部本体２４の軸方向中央部から側方に突出する短管状の分岐管接続部２６とを含む。この分岐管接続部２６に継手などを介して分岐管１０２が接続される。分岐管部１４の内径は、たとえば５０ｍｍである。

分岐部本体２４の上端部には、その上端開口を封止するためのキャップ３０が装着される。また、分岐部本体２４の内周面には、その略全体に雌ねじ部が形成され、分岐部本体２４の内部には、穿孔カッタ３２が軸方向（上下方向）に移動可能に設けられる。穿孔カッタ３２としては、公知の穿孔カッタを適宜利用するとよく、また、穿孔カッタ３２の代わりに、カッタ機能のない止水栓を設けることもできる。

続いて、このような分岐サドル継手１０を用いて、不断水分岐によって本管１００から分岐を取り出す管の分岐方法について説明する。

先ず、本管１００に対して分岐サドル継手１０を電気融着接合する。具体的には、本管１００の所望の位置に分岐サドル継手１０を載置し、図５に示すように、サドル押え部１０４およびチェーンクランプ部１０６を備えるサドルクランプ等の固定具１０８を使用して、サドル部１２の外周面を上から押さえ付け、本管１００の外周面とサドル部１２の内周面とを密着させて固定する。そして、サドル部１２内に埋設した電熱線に通電して発熱させ、本管１００の外周面とサドル部１２の内周面とを融着接合する。その後、分岐サドル継手１０の分岐管接続部２６に対して分岐管１０２を接続すると共に、穿孔カッタ３２を用いて本管１００を穿孔する。これによって、本管１００と分岐管１０２とが分岐サドル継手１０を介して連通される。

ここで、本管１００と分岐サドル継手１０との融着不良を防止するためには、通電作業中において、本管１００の外周面とサドル部１２の内周面とを適切に密着させた状態で固定しておくことが重要である。

そこで、この実施例では、サドル部１２の内径を本管１００の外径よりも小さく設定しておき、サドル部１２を押し広げるように変形させて本管１００に密着させることによって、本管１００に対してサドル部１２を安定的に密着させて固定することができるようにしている。すなわち、サドル部１２が本管１００の外径よりも小さい内径を有することによって、本管１００の外周面にサドル部１２の内周面を密着させるときには、サドル部１２が拡径する方向に変形する。すると、密着状態のサドル部１２には、サドル部１２が縮径する方向、つまり本管１００を押圧する方向に復元力が作用して、サドル部１２が本管１００を抱き込む状態となる。これにより、本管１００に対してサドル部１２が安定的に密着されて固定される。

この際、分岐サドル継手１０を本管１００に載置した状態（密着前の状態）においては、図６に示すように、サドル部１２の内周面と本管１００の外周面との間には隙間が形成されるが、その隙間のサドル部１２の周方向中心部における大きさ（高さ）ｈは、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲に設定されることが好ましい。より好ましい隙間の大きさｈは、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。この実施例では、隙間の大きさｈは、１１.７ｍｍである。これは、隙間の大きさｈが小さ過ぎると、本管１００に対するサドル部１２の挟持力が発揮され難いからである。一方、隙間の大きさｈが大き過ぎると、サドル部１２が変形に耐え切れずに破損してしまう恐れがあるからであり、また、隙間が残ってしまう恐れもあるからである。隙間の大きさｈを５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲とすることよって、サドル部１２の破損を防止しつつ、本管１００に対してサドル部１２を安定的に密着させることができる。

また、図７に示すように、本管１００の外周面に密着させたときのサドル部１２の内周面の中心角θは、４５度以上１１０度以下の範囲に設定することが好ましく、６０度以上９０度以下の範囲に設定することがより好ましい。この実施例では、中心角θは、７１度である。これは、中心角θが小さ過ぎると、本管１００に対するサドル部１２の挟持力が発揮され難く、また、サドル部１２を押し広げるように変形させるときに大きな力を必要とするからである。一方、中心角θが大きい、つまりサドル部１２が大きいと、多くの成形樹脂材料を必要とし、また、製品の重量が大きくなることにより施工性が悪くなってしまうからである。密着時のサドル部１２の内周面の中心角θを４５度以上１１０度以下の範囲とすることによって、製品の低コスト化および低重量化（施工性の向上）を図りつつ、本管１００に対してサドル部１２を安定的に密着させることができる。

さらに、図８に示すように、密着前の状態におけるサドル部１２の中心角をθ０とし、第２コールドゾーン１２ｃの中心角をθ１とすると、サドル部１２の中心角θ０に対して第２コールドゾーン１２ｃの中心角θ１が占める割合は、１５％以上３５％以下の範囲に設定することが好ましく、１５％以上２５％以下に設定することがより好ましい。この実施例では、中心角θ０に対する中心角θ１の割合は、２４％である。これは、中心角θ１の割合が小さ過ぎると、融着時における溶融樹脂のはみ出しを適切に防止することができないからである。一方、中心角θ１の割合が大きいと、つまり第２コールドゾーン１２ｃが大き過ぎても、サドル部１２に不必要な部分が増えて多くの成形樹脂材料を必要とするだけであり、また、製品の重量が大きくなることにより施工性が悪くなってしまうからである。中心角θ０に対する中心角θ１の割合を１５％以上３５％以下の範囲にすることで、溶融樹脂のはみ出しを適切に防止しつつ、製品の低コスト化および低重量化を図ることができる。

また、分岐孔１６の中心角をθ２とすると、サドル部１２の中心角θ０に対する分岐孔１６の中心角θ２の割合は、１０％以上３５％以下の範囲に設定することが好ましい。この実施例では、中心角θ０に対する中心角θ２の割合は、３２％である。これは、中心角θ２の割合が小さいと、サドル部１２に不必要な部分が増えて多くの成形樹脂材料を必要とするだけであり、また、製品の重量が大きくなることにより施工性が悪くなってしまうからである。一方、中心角θ２の割合が大き過ぎると、融着力が不足して融着不良を生じてしまう恐れがあるからである。中心角θ０に対する中心角θ２の割合を１０％以上３５％以下の範囲とすることで、融着不良を防止しつつ、製品の低コスト化および低重量化を図ることができる。

以上のように、この実施例によれば、サドル部１２が本管１００の外径よりも小さい内径を有するので、サドル部１２を押し広げるように変形させて本管１００に密着させたときに、縮径する方向（本管１００を押圧する方向）に作用するサドル部１２の復元力によって、サドル部１２が本管１００を抱き込む状態となる。したがって、本管１００に対してサドル部１２を安定的に密着させて固定することができ、本管１００とサドル部１２とを適切に融着接合できる。

また、この実施例によれば、隙間の大きさｈが５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲となるように、本管１００の外径よりもサドル部１２の内径を小さく設定している。すなわち、隙間の大きさｈが５ｍｍ以上２５ｍｍ以下となる範囲であれば、サドル部１２の内径を小さくする程度に幅を持たせることができるので、１つのサイズのサドル部１２で、外径の異なる複数の本管１００に対して融着可能となる。したがって、分岐サドル継手１０を複数サイズの本管１００に兼用することが可能となるので、分岐サドル継手１０の製造コストを低減できる。

さらに、この実施例によれば、チェーンクランプ等の固定具を取り付けるための係止用突起をなくし、サドル部１２の形状をシンプルなものとしたので、分岐サドル継手１０の製造が容易となり、製造コストも低減される。

ただし、サドル部１２の周方向両端部には、チェーンクランプ等の固定具を取り付けるための係止用突起を形成しておくこともできる。この場合には、係止用突起同士を周方向に連結するように取り付けた固定具を締め込むことによって、サドル部１２の内周面と本管１００の外周面とを密着させるとよい。

なお、上述の実施例では、分岐サドル継手１０としてＥＦサドル継手を例示したが、これに限定されない。図９に示すように、分岐サドル継手１０は、合成樹脂製のサドル部１２に金属製の分水栓が分岐管部１４として設けられた（つまり分岐管部１４に分水栓を有する）、ＥＦサドル付分水栓であってもよい。

また、上で挙げた寸法などの具体的数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …分岐サドル継手
１２ …サドル部
１２ａ …電熱線部
１２ｂ …第１コールドゾーン
１２ｃ …第２コールドゾーン
１４ …分岐管部
１００ …本管
１０２ …分岐管

Claims

合成樹脂製の本管から分岐を取り出すために前記本管の外周面に電気融着接合される分岐サドル継手であって、
分岐孔を有する湾曲板状のサドル部、および
前記分岐孔の周縁部から立ち上がる分岐管部を備え、
前記分岐サドル継手を前記本管に載置した状態において前記サドル部の内周面と前記本管の外周面との間に隙間が形成されるように、前記サドル部は、前記本管の外径よりも小さい内径を有し、
前記サドル部の周方向中心部における前記隙間の大きさは、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲であり、
前記本管の外周面に密着させたときの前記サドル部の内周面の中心角は、４５度以上１１０度以下の範囲であり、さらに、
前記サドル部は、電熱線が埋設される電熱線部と、前記電熱線部の内側に配置される第１コールドゾーンと、前記電熱線部の外側に配置される第２コールドゾーンとを有し、
前記サドル部の中心角に対する前記第２コールドゾーンの中心角の割合は、１５％以上３５％以下の範囲である、分岐サドル継手。