(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックからなる複数本のチューブを隣接並置し、隣接する前記チューブを相互に接合させた多連チューブにおいて、隣接並置される前記チューブによって形成される凹部の少なくとも一部に、断面、略扇形状のプラスチックからなる線条体を前記多連チューブの長手方向に設けたことを特徴とする多連チューブ。
【請求項２】
前記線条体の頂部は、隣接並置される前記チューブによって形成される多連チューブの凹部内において、前記多連チューブの最大径から突出することなく配設されることを特徴とする請求項１に記載の多連チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックからなるチューブを複数本並置、接合した多連チューブに関し、特に優れた接合強度を有して耐キンク性の向上を図ると共に、多連チューブを曲げるときに小さい力で容易に曲げられ、しかもチューブの寸法変形が少ない多連チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、圧縮空気等を利用して各種部品を搬送、装着する産業用ロボットにおいて、このロボットの可動アームの駆動源となるコンプレッサーから圧縮空気等の流体を供給、あるいは排出して可動アームを駆動するために、プラスチックからなるチューブを複数本並置、接合した多連チューブが用いられている。
【０００３】
最近、このような産業用ロボットにおいて、ロボット装置の小型化が進むにつれて、こうした産業用ロボットに用いられる多連チューブは、限られたスペース内で小さな曲げ半径で曲げられたり、あるいは小さな曲げ半径で曲げられた状態で長時間、往復動を受けることがあり、このような場合には、曲げられたとき、あるいは曲げられた状態で長時間、往復動を受けているときに、チューブが途中で折れ曲がってしまうというキンク現象を発生することがある。このキンク現象がチューブに発生すると、そのキンク現象発生個所で流体の流れが阻害されてしまったり、チューブの一部が破損して流体が漏れ、流体の供給先の機器等に流体の供給が円滑に行われず、例えばロボットの可動アームが動作異常を起こすような悪影響を与えるといった問題点が生じる。
【０００４】
このようなキンク現象の発生によって生じる問題点を解決するために、キンク現象の発生を生じないように、チューブの肉厚を厚くする等の手段が考えられる。しかし、チューブの肉厚を厚くすると、チューブの重量や外径が増加してロボット装置の小型化に対応することが困難になると共に、チューブの可撓性が著しく損なわれることがある。また、チューブの外径に制限がある場合には、チューブの肉厚を厚くすると、必然的に流路が狭くなって流体の供給流量が減少し、可動アームに必要とする所定量の流体を供給することができなくなるなどの問題点が生じる。
【０００５】
このような問題点を解決するために、本出願人は、特開２００３―１７２４８０号で、プラスチックからなる複数本のチューブを隣接並置し、隣接するチューブを相互に接合させた多連チューブにおいて、多連チューブの表面部の一部にプラスチックからなるモノフィラメントを多連チューブの長手方向に設け、耐キンク性および摺動寿命を改善した多連チューブを提案している。
【０００６】
しかし、この多連チューブでは、多連チューブの表面部の一部に中実円柱状のモノフィラメントを、その長手方向に設けているので、多連チューブの表面部とモノフィラメントとの接合部は、多連チューブの長手方向において線接触状態での接合であり、多連チューブとモノフィラメントとの接合強度、換言すると剥離強度が十分とは言えず、多連チューブの摺動時等にモノフィラメントが多連チューブから剥離することがあり、この剥離が生じるとキンク現象が生じやすくなり、その結果、多連チューブの耐キンク性が著しく損なわれるという問題点があって、この多連チューブによっても、まだ、耐キンク性が十分と言えるものではなく、また、多連チューブを曲げる際にも、曲げるのに必要とする力は大きく、しかも多連チューブの幅方向および外径の寸法変化も大きいものであった。
【０００７】
また、上記した多連チューブでは、多連チューブの表面部に、例えばチューブが互いに接合されて形成される谷間部に設けられた中実円柱状のモノフィラメントが、その谷間部から多連チューブの最大外径を越えて突出することがあり、その場合には、多連チューブの高さ方向の寸法が増大し、多連チューブのコンパクト化が困難になると共に、この突出したモノフィラメント部分が、周辺装置と接触などを引き起こすことがあり、多連チューブ自身および周辺装置の双方に悪影響を与える場合があるという問題点がある。
【特許文献１】特開２００３−１７２４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、プラスチックからなる複数本のチューブを隣接並置し、隣接するチューブ相互を接合させた多連チューブにおいて、小さな曲げ半径で曲げられた場合でも、さらに一層大きな接合強度を有して耐キンク性の向上を図り、キンク現象の発生を防止すると共に、多連チューブを曲げるときにも小さい力で容易に曲げることができ、かつ多連チューブの幅方向および外径寸法の寸法変化の小さい多連チューブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は本発明によって解決される。すなわち本発明による多連チューブは、プラスチックからなる複数本のチューブを隣接並置し、隣接する前記チューブを相互に接合させた多連チューブにおいて、隣接並置される前記チューブによって形成される凹部の少なくとも一部に、断面、略扇形状のプラスチックからなる線条体を前記多連チューブの長手方向に設けたことを特徴とする多連チューブ。また、本発明は、前記線条体の頂部が、隣接並置される前記チューブによって形成される多連チューブの凹部内において、前記多連チューブの最大径から突出することなく配設されることを特徴とする上記に記載の多連チューブである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記のごとく、プラスチックからなる複数本のチューブを隣接並置し、隣接する前記チューブを相互に接合させた多連チューブにおいて、隣接並置される前記チューブによって形成される凹部の少なくとも一部に、断面、略扇形状のプラスチックからなる線条体を前記多連チューブの長手方向に設けたので、多連チューブの長手方向で、扇形状の線条体とチューブとの接合部は、面接触状態での接合とすることができ、したがって、接合面積が増大して接合強度、換言すると剥離強度を大きくすることができる。その結果、多連チューブが小さな曲げ半径で曲げられても、線条体が極めて大きな補強効果を発揮してチューブの局部的な扁平化を阻止して耐キンク性を著しく増大させ、キンク現象の発生を防止して耐キンク性の向上を図ることができる。
【００１１】
しかも多連チューブが曲げられるときにも、従来の中実円柱状のモノフィラメントが設けられた多連チューブに比して、小さい力で容易に曲げることができると共に、チューブの局部的な扁平化を阻止することができるので、多連チューブの幅方向および外径寸法の寸法変化を極めて小さくすることができ、その結果、チューブの断面形状は安定保持されて流路の確保がなされ、チューブ内に供給される流体に悪影響を与えることがないと共に、極めて長期間にわたり、多連チューブから線条体が剥離することがなく、長寿命化を図ることができる。
【００１２】
また、線条体の頂部が、隣接並置されるチューブによって形成される多連チューブの凹部内において、多連チューブの最大径から突出することなく配設されるので、多連チューブの高さ方向の寸法を増大させることなく、したがって、従来の中実円柱状モノフィラメントの配設に比して、この高さ方向の部分の材料削減および重量の減少を図ることができると共に、多連チューブのコンパクト化を図ることができ、多連チューブ自身および周辺装置に悪影響を与えることもない。
【００１３】
さらに、上記した線条体を、多連チューブの長手方向の一部、例えば多連チューブが屈曲を受ける部分に配設することによっても、多連チューブが小さな曲げ半径で曲げられた場合において、その部分におけるキンク現象の発生防止の効果を得ることができると共に、上記したと同様に、材料の削減および重量の減少を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を、その一実施態様に基づき、添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明による多連チューブの一実施態様の要部断面図、図２は、図１に示す多連チューブに用いる線条体の要部断面図である。なお、図は、本発明の好ましい実施態様を説明するためだけに用いたものであり、各部分の尺度は考慮されていないことを理解すべきである。
【００１５】
図１を参照すると、本発明による多連チューブ１が断面図で示されており、この多連チューブ１は、例えばポリウレタンのようなプラスチックを押出し成形することによって形成される円筒状の２本のチューブ２が隣接並置され、チューブ２の長手方向に、例えば、加熱装置である、いわゆるヒートガン（図示せず）による熱融着、あるいはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のような溶剤を使用した溶剤融着のような手段により互いに接合されて形成されている。
【００１６】
２本のチューブ２が隣接並置されることにより形成される多連チューブ１の谷間部、すなわち凹部３には、継手等が接続されるチューブ２の両端末部分を除き、多連チューブ１の長手方向に沿って、例えばチューブ２の材質と同じポリウレタンのようなプラスチックからなる断面、略扇形状の線条体４（第２図参照）が、多連チューブ１に形成される両側の凹部３内に嵌合、収容されるように、テトラヒドロフランなどの溶剤によりそれぞれのチューブ２に融着されて設けられている。その結果、線条体４のチューブ２への扇形状の接合により、線条体４とチューブ２との接合部５は、断面で線接触状態ではなく、面接触状態となり、したがって、線条体４とチューブ２との接合強度、すなわち剥離強度を極めて大きくすることができる。
【００１７】
なお、線条体４を多連チューブ１の長手方向に沿って凹部３内に設ける際、本実施態様では、多連チューブ１に形成される両側の凹部３内に線条体４が嵌合、収容されるように設けたが、本発明は、これに限らず、多連チューブ１に形成される凹部３の片側に線条体４を設けても良く、少なくとも一方側の凹部３に設ければ良い。線条体４を両側の凹部３に設けた場合には、線条体４とチューブ２との接合強度、すなわち剥離強度は、一層大きくすることができる。さらに、線条体４を多連チューブ１の長手方向に沿って凹部３内に設ける際、少なくとも多連チューブ１が往復動する部分の長手方向に沿って、往復動部分の全部あるいはその一部に設けることができる。
【００１８】
なお、その際、線条体４の頂部６は、凹部３内において、多連チューブ１の最大径Rから突出することなく配設されることが好ましい。これにより、多連チューブ１の高さ方向の寸法を増大させることがなく、したがって、従来の中実円柱状モノフィラメントの配設に比して、この高さ方向の部分の材料削減および重量の減少を図ることができると共に、多連チューブのコンパクト化を図ることができ、多連チューブ自身および周辺装置に悪影響を与えることもない。
【００１９】
なお、この線条体４は、本実施態様では射出成形によって形成されているが、その成形方法は他の成形手段によっても、もちろん良く、またその材質は、上記したチューブ２と同じポリウレタンに限ることなく、例えばポリエステル系エラストマーあるいはナイロン系エラストマーなどのように柔軟性を有する材質のものであれば良い。
以下、実施例および比較例を示し本発明を説明する。
【実施例】
【００２０】
（実施例）
ポリウレタン樹脂を用いて、通常の押出し機にてチューブを押出し成形し、その内径を２．５ｍｍ、外径を４ｍｍ、全長を３００ｍｍとした円筒状のチューブ２を成形した。このように成形された２本のチューブ２を、隣接並置し、チューブ２の長手方向に加熱装置であるヒートガンにて熱融着し、それぞれの隣接するチューブ２を相互に接合して多連チューブ１を形成した。次いで、多連チューブ１、すなわち接合した円筒状のチューブ２間に形成される凹部３には、別途、射出成形にて形成されたポリウレタン樹脂からなる、断面、略扇形状の線条体４（全長１４０ｍｍ、断面で凹部３に嵌合するように側部が約２．４ｍｍの湾曲半径を有して湾曲状に形成され、略扇形の半径ｒが約２．０ｍｍ、幅Wが約２．０ｍｍ、高さHが約１．４ｍｍのサイズを有する。図２参照。）を、チューブ２の最大外径である４ｍｍの外径表面から突出することなく、凹部３内に収容されるようにテトラヒドロフランの溶剤によりそれぞれのチューブ２に溶剤融着して、線条体付きの多連チューブ１を作成した。
【００２１】
（比較例）
比較例として作成した多連チューブは、実施例の多連チューブ１において用いた線条体４の代わりに外径２ｍｍの中実円柱状モノフィラメント３を設けた以外は実施例と同様にして作成した。
このようにして作成した実施例の多連チューブ１および比較例の多連チューブの接合強度試験すなわち剥離強度試験を行うと共に、これらチューブの反発応力および幅方向と外径方向の寸法変化を調べた。
以下に、その試験方法および結果を示す。
【００２２】
接合強度試験
実施例の多連チューブ及び比較例の多連チューブについて接合強度試験を行った。この接合強度試験は、図３に示すように、接合された多連チューブの各チューブの中空部にロッド１０をそれぞれ挿入し、このロッド１０の両端を、対向配置された一対の断面略コ字状のジグ１１に固定し、このジグ１１の左右両側から矢印で示す方向に引張り、多連チューブの各チューブが剥離したときの引張り強度を剥離強度、すなわち接合強度とした。（ここで、試料として用いた接合された多連チューブの長さは、２５ｍｍである。）
【００２３】
試験結果において、実施例として作成された略扇形状の線条体付きの多連チューブ１の接合強度は、４００〜５００Nであったのに対し、比較例として作成された従来の中実円柱状のモノフィラメント付きの多連チューブの接合強度は、２００〜３００Nであった。このことから、
本発明の実施例による多連チューブは、比較例の多連チューブのものよりもさらに一層大きな接合強度を有し、その結果、耐キンク性の向上を図り、キンク現象の発生を防止することが可能である。
【００２４】
反発応力測定試験および寸法変化測定試験
次に、実施例の多連チューブ及び比較例の多連チューブについて反発応力測定試験および寸法変化測定試験を行った。この反発応力測定試験および寸法変化測定試験を、図４及び図５を参照して述べる。はじめに反発応力測定試験について述べると、この反発応力測定試験は、図４に示すように、長さ１４０ｍｍの多連チューブを一対の平行なプレート１２で挟み、上下両側の矢印で示す方向に多連チューブを、５０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍおよび２０ｍｍとその圧縮寸法を圧縮していった時の反発応力を測定した。その際、すなわち、多連チューブが、５０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍおよび２０ｍｍと圧縮された時の多連チューブの外径方向および幅方向の寸法変化（図５参照）を寸法変化測定試験として測定し、その結果を表１に示す。
【００２５】
表１
0004756335.tif 000002
【００２６】
表１からわかるように、本発明の実施例による多連チューブは、比較例による多連チューブに比して曲げた際の反発応力が小さいことがわかる。このことは、多連チューブを曲げるときにも小さい力で容易に曲げることができるということを意味している。また、多連チューブが各圧縮寸法に圧縮された時の多連チューブの寸法変化（外径方向および幅方向）を見ると、本発明の実施例による多連チューブの外径寸法は、比較例の多連チューブのそれに比してオリジナルのチューブ外径４．０ｍｍにより近くて大きく、したがって、本発明の実施例による多連チューブの外径方向における寸法変化が、比較例の多連チューブのものよりも少ない。さらに、上記したようにチューブの外径が大きい場合には、本発明の実施例によるチューブの幅寸法は、比較例のチューブのそれに比して、小さくなっており、その結果、チューブの幅方向および外径寸法の寸法変化が少なくなっていることがわかる。
【００２７】
尚、本願発明の実施態様では２本のチューブからなる多連チューブについて述べたが、２本以上の多数本のチューブからなる多連チューブとしてもよく、またその際、多連チューブを構成するチューブとチューブとの凹部に設ける線条体も任意の本数とすることができ、その変形、変更はもちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による多連チューブの一実施態様の要部断面図である。
【図２】図１に示す多連チューブに用いる線条体の要部断面図である。
【図３】本発明による多連チューブおよび比較例の多連チューブの接合強度試験の概略説明図である。
【図４】本発明による多連チューブおよび比較例の多連チューブの反発応力測定試験の概略説明図である。
【図５】本発明による多連チューブおよび比較例の多連チューブの寸法変化測定試験の概略説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：多連チューブ、２：チューブ、３：凹部、４：線条体、
５：接合部、６：頂部、Ｒ：最大径、W：幅。
【図１】
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【図２】
0004756335.tif 000004
【図３】
0004756335.tif 000005
【図４】
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【図５】
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