(57)【要約】【課題】燃料チューブは、曲げ加工のための加熱時間および冷却時間を短縮する。【解決手段】燃料チューブ１０は、燃料通路を形成する内層と、内層の外周側に積層された外層とを有する。外層は、ＰＡ１１、ＰＡ１２またはＰＡ１０１２から選択されるポリアミド系の第１樹脂材料から形成されている。内層は、ＰＡ６１２のポリアミド系の第２樹脂材料から形成されている。第１樹脂材料の融点をＴｍ１、第２樹脂材料の融点をＴｍ２とし、第１樹脂材料のガラス転移点をＴｇ１、第２樹脂材料のガラス転移点をＴｇ２とすると、Ｔｍ２−Ｔｍ１が１０〜３０℃であり、Ｔｇ２−Ｔｇ１が１０℃以上である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料通路を形成する内層と、該内層の外周側に積層された外層とを有し、曲げ加工を施した燃料チューブにおいて、
上記外層は、ＰＡ１１、ＰＡ１２またはＰＡ１０１２から選択されるポリアミド系の第１樹脂材料から形成され、
上記内層は、ＰＡ６１２のポリアミド系の第２樹脂材料から形成され、
上記第１樹脂材料の融点をＴｍ１、上記第２樹脂材料の融点をＴｍ２とし、上記第１樹脂材料のガラス転移点をＴｇ１、上記第２樹脂材料のガラス転移点をＴｇ２とすると、
Ｔｍ２−Ｔｍ１が１０〜３０℃であり、Ｔｇ２−Ｔｇ１が１０〜３０℃であること、
を特徴とする燃料チューブ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料チューブにおいて、
上記燃料チューブは、上記燃料通路の内径を５．８〜６．２ｍｍに、該燃料チューブの肉厚を０．８〜１．２ｍｍにそれぞれ設定した場合に、上記内層の肉厚を０．３〜０．７ｍｍに、上記外層の肉厚を０．５〜０．７ｍｍにそれぞれ設定した燃料チューブ。
【請求項３】
請求項１または請求項２の燃料チューブを製造する方法において、
上記第１および第２樹脂材料を押し出すことにより、上記内層および上記外層を積層したチューブ中間体を形成し、
上記チューブ中間体をＴｍ１に近い温度でありかつＴｍ１を越えない温度に設定したヒータによって加熱した後に曲げ加工を施し、その後に、Ｔｇ２−１０℃の温度範囲にて該チューブ中間体を取り出すこと、
を特徴とする燃料チューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料チューブおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料チューブは、例えば、自動車の燃料タンクとエンジンとを接続する燃料供給系に用いられている。燃料チューブは、予め定められた曲がった経路に沿うように癖付されている。こうした樹脂チューブは、ＰＡ１１などのポリアミド系の樹脂材料を押し出してチューブ中間体を形成し、そのチューブ中間体を所定以上の温度に加熱した状態にて曲げ加工を施し、さらに、冷却した後に取り出すことにより製造されている。
【０００３】
また、他の技術にかかる樹脂チューブは、その一部に蛇腹部を有し、蛇腹部の箇所にて曲げ経路に対応している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３７６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、前者の従来の技術にかかる樹脂チューブは、曲げ加工時の加熱および冷却時間が長くなり、生産性が悪かった。また、後者の従来の技術にかかる樹脂チューブは、蛇腹部を形成するための製造工程が複雑になるだけでなく、蛇腹部の箇所にて流動抵抗が大きくなるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、燃料チューブが提供される。燃料チューブは、燃料通路を形成する内層と、該内層の外周側に積層された外層とを有し、曲げ加工を施した燃料チューブにおいて、上記外層は、ＰＡ１１、ＰＡ１２またはＰＡ１０１２から選択されるポリアミド系の第１樹脂材料から形成され、上記内層は、ＰＡ６１２のポリアミド系の第２樹脂材料から形成され、上記第１樹脂材料の融点をＴｍ１、上記第２樹脂材料の融点をＴｍ２とし、上記第１樹脂材料のガラス転移点をＴｇ１、上記第２樹脂材料のガラス転移点をＴｇ２とすると、Ｔｍ２−Ｔｍ１が１０〜３０℃であり、Ｔｇ２−Ｔｇ１が１０〜３０℃であること、を特徴とする燃料チューブである。
燃料チューブの外層は、ＰＡ１１、ＰＡ１２またはＰＡ１０１２から選択されるポリアミド系の第１樹脂材料から形成されているので、耐塩化カルシウムや組付性などの燃料チューブとしての仕様を満たす。また、内層は、外層の第１樹脂材料の融点Ｔｍ１より高い融点Ｔｍ２を有する第２樹脂材料により形成されているので、曲げ加工加熱時に、第１樹脂材料の融点Ｔｍ１に近い設定温度に加熱しても、チューブ中間体の形状を保持する。よって、チューブ中間体は、座屈することなく、曲げ加工できる。燃料チューブの曲げ加工時における加熱設定温度を高くでき、加熱時間を短縮できる。
【０００８】
燃料チューブの製造において、曲げ加工の冷却時に、内層の第２樹脂材料のガラス転移点Ｔｇ２を僅かに下回った温度になれば、第１樹脂材料から形成された外層が多少柔らかくても、早い段階にて冷却処理を終えることができるから、冷却時間を短縮できる。
【０００９】
（２）  上記形態の燃料チューブにおいて、上記燃料通路の内径を５．８〜６．２ｍｍに、該燃料チューブの肉厚を０．８〜１．２ｍｍにそれぞれ設定した場合に、上記内層の肉厚を０．３〜０．７ｍｍに、上記外層の肉厚を０．５〜０．７ｍｍにそれぞれ設定してもよい。
【００１０】
（３）  他の形態は、燃料チューブを製造する方法であり、上記第１および第２樹脂材料を押し出すことにより、上記内層および上記外層を積層したチューブ中間体を形成し、上記チューブ中間体をＴｍ１に近い温度でありかつＴｍ１を越えない温度に設定したヒータによって加熱した後に曲げ加工を施し、その後に、Ｔｇ２−１０℃の温度範囲にて該チューブ中間体を取り出すこと、を特徴とする燃料チューブの製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる燃料チューブを一部破断した斜視図である。
【図２】燃料チューブの断面図である。
【図３】外層と内層の樹脂材料を説明する説明図である。
【図４】燃料チューブに曲げ工程を施す際における加熱処理および冷却処理を説明する説明図である。
【図５】燃料チューブの肉厚などの構成を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）  燃料チューブ１０の概要
図１は本発明の一実施の形態にかかる燃料チューブ１０を一部破断した斜視図、図２は燃料チューブ１０の断面図である。燃料チューブ１０は、エンジンルーム内を引き回されて、燃料タンク内に配置された燃料ポンプからエンジンの燃料噴射弁との間の配管経路に用いられるものである。燃料チューブ１０は、燃料通路１０Ｐを形成する内層１２と、内層１２の外周側に積層された外層１４とを有し、曲げ加工を施されることにより、所定の曲げ形状に癖付けされている。
【００１３】
燃料チューブ１０は、燃料ポンプとエンジンとの間に接続されるための仕様として、耐熱性（最高温度：１００℃）、耐圧性（最大圧力：０．５ＭＰａ）、曲げ弾性、耐塩化カルシウムなどの条件を満たすとともに、エンジンルームを引き回すために予め定められた経路に沿うように曲げ加工を施されている。なお、これらの仕様は、各車両のエンジン性能や、その配策位置に応じて適宜変更されるものである。
【００１４】
燃料チューブ１０は、押出工程および曲げ加工を施すことにより製造される。燃料チューブ１０を製造するには、まず、汎用のチューブ押出装置を用いて、内層１２および外層１４を形成するための各々の溶融した第２樹脂材料および第１樹脂材料を同軸上に押し出して積層することにより、チューブ中間体を製造する。次に、チューブ中間体に曲げ加工を施す。曲げ加工は、所定の第１温度まで加熱した後に、治具によって定めた経路に沿って曲げ、さらにチューブ中間体内に空気などを流すことでチューブ中間体を所定の第２温度以下に冷却することにより行なわれる。これにより、燃料チューブ１０が得られる。
【００１５】
（２）  燃料チューブ１０の構成
燃料チューブ１０は、上述した仕様を満たすとともに、製造を効率的に実現するために、樹脂材料および形状につき、以下の構成をとっている。図３は外層と内層の樹脂材料を説明する説明図であり、実施例とともに従来の技術に相当する比較例を示している。
【００１６】
図３に示すように、燃料チューブ１０の樹脂材料は、融点、ガラス転移点、曲げ弾性、耐塩化カルシウムなどの要素に基づいて選定されている。ここで、融点とは、結晶性高分子の加熱・加温により結晶部分がこわれて流動性を示す温度をいう。ガラス転移点とは、非結晶部分の分子運動性が低いガラス状態から、その運動性が大きくなるゴム状態へ移行する温度をいう。曲げ弾性とは、燃料チューブの硬さを表わし、曲げる際に必要な荷重の指標になる。耐塩化カルシウムとは、融雪剤などに含まれる塩化カルシウムに対する耐性をいう。
【００１７】
（３）  燃料チューブ１０の樹脂材料の選定
図３において、従来の技術に相当する比較例では、ＰＡ１１（またはＰＡ１２）を単層で形成しているのに対して、実施例では、外層１４と内層１２とで異なった樹脂材料を用いている。
外層１４は、上述した比較例と同様な樹脂材料、つまりＰＡ１１、ＰＡ１２またはＰＡ１０１２から選択されるポリアミド系の第１樹脂材料を用いることができる。外層１４は、主に耐塩化カルシウムおよび組付性などの燃料チューブ１０としての仕様を満たす樹脂材料として選定される。
【００１８】
内層は、ＰＡ６１２のポリアミド系の第２樹脂材料を用いている。ＰＡ６１２は、燃料通路を流れる燃料に対する耐燃料性を有する樹脂材料として選定されている。また、ＰＡ６１２は、曲げ工程の際の温度条件を満たすとともに、その加熱および冷却時間を短縮することができる樹脂材料として選定されている。
【００１９】
図４は燃料チューブに曲げ工程を施す際における加熱処理を説明する説明図であり、図４（Ａ）が昇温処理、図４（Ｂ）が冷却処理を示す。図４において、実線が実施例を示し、破線が比較例を示す。縦軸の温度において、図４（Ａ）のＴｍ１が外層の樹脂材料の融点、Ｔｍ２が内層の樹脂材料の融点を示す。また、図４（Ｂ）のＴｇ１が外層の樹脂材料のガラス転移点、Ｔｇ２が内層の樹脂材料のガラス転移点を示す。
図４（Ａ）に示す曲げ加工において、チューブ中間体を加熱を開始する時点ｔｈ０から、外層の樹脂材料の融点Ｔｍ１に近い温度（第１温度）まで加熱する。これにより、チューブ中間体は、曲げ加工を施すことができる柔軟性を得る。そして、加熱されたチューブ中間体を所定の経路に沿わせて曲げる。その後、図４（Ｂ）に示すようにチューブ中間体を内層のガラス転移点Ｔｇ２以下の温度（第２温度）まで冷却する。これにより、燃料チューブが得られる。
【００２０】
ここで、図４（Ａ）の横軸において、チューブ中間体が曲げ加工温度に達するまでの加熱時間のうち、実施例の加熱時間をｔｈ(ａ)、比較例の加熱時間をｔｈ(ｂ)とすると、ｔｈ(ａ)＜ｔｈ(ｂ)である。このように、実施例の加熱時間ｔｈ(ａ)をΔｔｈだけ比較例の加熱時間ｔｈ(ｂ)より短くできるのは、以下の理由による。
本実施例において、内層の樹脂材料（ＰＡ６１２）の融点Ｔｍ２は、１９８℃であり、外層の樹脂材料（ＰＡ１１、ＰＡ１０１２）の融点Ｔｍ１（１８０℃、１８５℃）より高い。このため、チューブ中間体がＰＡ１１の融点Ｔｍ１近くまで加熱されて外層が軟化した場合であっても、内層の形状保持機能が大きい。すなわち、内層は、融点Ｔｍ１に近い温度（第１温度）にて曲げ加工を施しても形状を崩さない特性を加える。この特性を利用することによって、チューブ中間体を加熱するヒータの設定温度を上述した温度のように高くすることにより、チューブ中間体の温度上昇速度が大きくなる。
一方、比較例のチューブ中間体は、実施例の外層と同じ樹脂材料（ＰＡ１１）だけで形成しているので、融点Ｔｍ１に近くなると、曲げ加工の際に、チューブ中間体が潰れ易い。このため、ヒータの設定温度を実施例より低い温度に設定しなければならず、温度上昇速度が小さくなる。
したがって、実施例と比較例と比較すると、チューブ中間体をヒータで加熱する場合において、実施例のヒータの設定温度［Ｔｍ１−ＴΔ（実）］は、比較例のヒータの設定温度［Ｔｍ１−ΔＴ（比）］より高い温度に設定することにより、温度上昇速度が大きくなり、曲げ加工温度までの加熱時間を大幅に短縮できる。
しかも、チューブ中間体を加熱するためのヒータは、温度を一定にした恒温槽などの簡易な装置を用いることができるから、設備も簡単にできる。
【００２１】
ここで、Ｔｍ２−Ｔｍ１は、１０〜３０℃であることが好ましい。これは、１０℃未満であると、上述した内層の形状保持機能を得ることができないからである。また３０℃を越えると、内層と外層との融点の差が大きくなり、Ｔｍ１付近の温度で外層の樹脂が十分に柔らかくなっても、内層の樹脂が融点からは非常に低い温度であるために、曲げに適していない温度で曲げることになり、所望の曲げ寸法が得られなかったり、折れ曲がったりするなどの不具合が生じやすいからである。
また、ヒータの温度は、チューブ中間体のＴｍ１に近い温度で、かつＴｍ１を越えない温度に設定することが好ましい。これは、Ｔｍ１より大幅に低い温度では、加熱時間の短縮化に貢献しないからであり、また、Ｔｍ１を越えると、外層の樹脂が溶けて、燃料チューブが形態をなさなくなるからである。
【００２２】
図４（Ｂ）の横軸において、チューブ中間体を冷却するのに要する時間のうち、実施例の冷却時間をｔｃ（ａ）、比較例の冷却時間ｔｃ（ｂ）とすると、ｔｃ（ａ）＜ｔｃ（ｂ）である。なお、図４（Ｂ）の冷却処理において、冷却を開始する時点ｔｃ０は、実施例と比較例とが同じ曲げ加工を終えた時点から図示している。したがって、図４（Ａ）の加工工程の開始時点ｔｈ０からみれば、実施例の方が比較例より、図４（Ａ）の加熱の時点ｔｈ０より早く開始している。
以下、実施例の冷却時間ｔｃ（ａ）を、Δｔｃだけ比較例の冷却時間ｔｃ（ｂ）より短くできる理由について説明する。
実施例において、内層の樹脂材料（ＰＡ６１２）のガラス転移点Ｔｇ２は、６２℃であり、外層の樹脂材料（ＰＡ１１、ＰＡ１０１２）のガラス転移点Ｔｇ１（４６℃、５０℃）より高い。このため、チューブ中間体は、内層のガラス転移点Ｔｇ２を下回る温度まで冷却されると、外層がまだ柔らかい状態であっても、内層が既に形状保持機能を高めている。つまり、チューブ中間体は、曲げ加工を終えた状態から外されても、内層が形状を崩さない特性を有する。この特性を利用することによって、燃料チューブ１０は、内層の樹脂材料のガラス転移点Ｔｇ２（６２℃）を下回れば、取り出すことができる。
一方、比較例のチューブ中間体は、実施例の外層と同じ樹脂材料（ＰＡ１１）だけで形成しているので、ガラス転移点Ｔｇ１（４６℃）を下回らないと、チューブ中間体を取り出すことができない。
したがって、実施例の内層に用いた樹脂材料のガラス転移点Ｔｇ２は、比較例の樹脂材料のガラス転移点Ｔｇ１より高いから、実施例の燃料チューブは、比較例と比べて、短時間の冷却時間でも取り出すことができ、つまり冷却時間を７０秒から３０秒へ短縮できる。
【００２３】
ここで、Ｔｇ２−Ｔｇ１は、１０〜３０℃であることが好ましい。これは、１０℃未満であると、上述した内層の形状保持機能を得られないからであり、また３０℃を越える場合、外層の樹脂がまだ柔らか過ぎて、曲げ加工工程内の治具などに接触して、表面が変形したり、傷付きが発生するなどの不具合が生じるからである。
また、チューブ中間体を取り出す温度は、チューブ中間体のＴｇ２より１０〜３０℃低い温度に設定することが好ましい。これは、１０℃未満であると、内層が十分に形状保持機能を発揮しないからであり、また、３０℃を越えると、冷却時間の短縮化に寄与しないからである。
【００２４】
（４）  燃料チューブ１０の形状
図５は燃料チューブ１０の肉厚などの構成を説明する説明図である。図５の試料１〜試料６に示すように、燃料チューブ１０は、燃料通路１０Ｐの内径を５．８〜６．２ｍｍに、その肉厚を０．８〜１．２ｍｍに設定した場合に、内層１２の肉厚を０．３〜０．７ｍｍに、外層１４の肉厚を０．５〜０．７ｍｍに設定することができる。
【００２５】
各々の肉厚を上述のように設定しているのは、以下の理由による。燃料チューブ１０は、曲げ加工の際に、上述したように内層１２が形状保持性の機能を果たす必要があることから、その曲げ弾性を考慮して定める。また、燃料チューブ１０がエンジンに接続された場合において、燃料チューブ１０の曲げ弾性が小さく、柔らか過ぎると、燃料チューブ１０がエンジン駆動によって振動し、接続が緩み易い。また、燃料チューブ１０の曲げ弾性が大きく硬すぎると、一部に応力が加わり、割れやすくなる。こうした要因を考慮して、曲げ弾性の下限値および上限値を定めることができる。
曲げ弾性の値は、以下のような実験により求めることができる。直管の燃料チューブの内層と同じ外径で形成した試料の両端を治具で支持して、試料の中央部に荷重を加えた場合に所定の変位に達したときの荷重で求めることができる。例えば、曲げ弾性として、１８Ｎ〜３０Ｎの範囲に設定することが好ましい。よって、図５に示すように、燃料チューブ１０の肉厚などを上述のように定める。
【００２６】
（５）  上記実施例の構成により、以下の作用・効果を奏する。
（５）−１  燃料チューブ１０の外層１４は、ＰＡ１１、ＰＡ１２またはＰＡ１０１２から選択されるポリアミド系の樹脂材料から形成されることにより、耐塩化カルシウムや組付性などの燃料チューブ１０としての仕様を満たす。
【００２７】
（５）−２  燃料チューブ１０の内層１２は、曲げ加工加熱時におけるヒータの設定温度を従来の技術よりも高くしても、大きな形状保持機能を有するから、燃料チューブ１０が座屈することなく、曲げ加工が可能になる。よって、燃料チューブ１０の曲げ加工時における加熱設定温度を高くでき、加熱時間を短縮できる。
【００２８】
（５）−３  燃料チューブ１０の内層１２は、曲げ加工冷却時に、従来の技術よりも高い温度で、内層１２による形状保持の機能を得られる。よって、燃料チューブ１０を早い段階から、曲げ治具などから外すことができ、冷却時間を短縮できる。
【００２９】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０…燃料チューブ
１０Ｐ…燃料通路
１２…内層
１４…外層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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