(57)【要約】【課題】従来の樹脂製チューブは、パイプに対する組付け性が悪く、連結する際の部品点数が多くてコスト増になるという問題点があった。【解決手段】最内層１２ａが硬度９０以下の熱可塑性樹脂から成ると共に、最外層１２ｂが引張り弾性率３０ＭＰａ以上の熱可塑性樹脂から成る積層チューブ１２と、最内層１２ａの形成材料を５０質量％以上含む熱可塑性樹脂から成る連結用管体１３を備え、積層チューブ１２の少なくとも最内層１２ａと連結用管体１３を融着により連結すると共に、積層チューブ１２と連結用管体１３の互いの内面を略同一面状に連続させた樹脂製チューブ１１とし、本来の利点を損なうことなくパイプ等の相手部材への組付け性を良好にすると共に、トータルコストの低減を実現した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二以上の樹脂層を同心状に積層し、且つ最内層が硬度９０以下の熱可塑性樹脂から成ると共に、最内層以外の層のうちの少なくとも一層が引張り弾性率３０ＭＰａ以上の熱可塑性樹脂から成る積層チューブと、
積層チューブの最内層を形成する材料を５０質量％以上含む熱可塑性樹脂から成る連結用管体を備え、
積層チューブの末端部分を拡径した状態にして、積層チューブの少なくとも最内層と連結用管体を融着により連結すると共に、積層チューブの内面と連結用管体の内面を略同一面状に連続させたことを特徴とする樹脂製チューブ。
【請求項２】
積層チューブの最内層と連結用管体が同一材料から成り、共に硬度８０以下の熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製チューブ。
【請求項３】
連結用管体の外面に、熱可塑性樹脂から成る保護層が設けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂製チューブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂製チューブを製造するに際し、成形型内に積層チューブの末端部分を挿入した状態にして連結用管体を射出成形し、積層チューブの少なくとも最内層と連結用管体を融着させることを特徴とする樹脂製チューブの製造方法。
【請求項５】
積層チューブの外面と連結用管体の外面を略同一面状に連続させることを特徴とする請求項４に記載の樹脂製チューブの製造方法。
【請求項６】
積層チューブの最内層及び連結用管体の材料がオレフィン系熱可塑性エラストマーであって、連結用管体をパイプ等の相手部材の外側に嵌合し、連結用管体の嵌合部分の外周をクランプにより緊締したことを特徴とする樹脂製チューブの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の燃料系、エア系及び冷却系などの各種流通系に用いられる樹脂製チューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の燃料系、エア系及び冷却系などの流通系には、金属製、ゴム製及び樹脂製のチューブ、又はこれらの材料のうちの二種ないし三種を用いたチューブが使用されている。図５は、タンク等の構造体に設けたパイプ１０１とゴム製チューブ１０２の連結構造を示す図であって、パイプ１０１の外側にゴム製チューブ１０２を嵌合し、この嵌合部分の外周を長さ調整可能なベルト状のクランプ１０３で緊締している。
また、とくに近年では、錆の発生がなく、軽量化が可能であるとともに低コストである等の利点から、樹脂製チューブが主流になりつつある。図６は、パイプ２０１と樹脂製チューブ２０２の連結構造を示す図であって、管状のコネクタ２０３を用いており、このコネクタ２０３の一端側の内部に、Ｏリング２０４、バックアップリング２０５及びスペーサ２０６を介してパイプ２０１を嵌合すると共に、同コネクタ２３の他端部の外側に、Ｏリング２０７を介して樹脂製チューブ２０２を嵌合している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記したような樹脂製チューブにあっては、ゴム製チューブと比較すると、剛性が高いのでパイプに対する組付け性が悪く、また、連結部分のシール性を得ることが難しいので、図６に示すコネクタに加えて、Ｏリング、バックアップリング及びスペーサといった複数のシール用部品が不可欠であり、これによりコスト増になるという問題点があった。さらに、コネクタを用いることから、このコネクタに対応してパイプ等の相手部材の形状を見直さなければならない場合もあり、相手部材を成形する金型などの大幅な変更が必要になることがあった。
【０００４】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、樹脂製チューブの利点を損なうことなく、従来の課題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の樹脂製チューブは、少なくとも二以上の樹脂層を同心状に積層し、且つ最内層が硬度９０以下の熱可塑性樹脂から成ると共に、最内層以外の層のうちの少なくとも一層が引張り弾性率３０ＭＰａ以上の熱可塑性樹脂から成る積層チューブと、積層チューブの最内層を形成する材料を５０質量％以上含む熱可塑性樹脂から成る連結用管体を備えている。そして、積層チューブの末端部分を拡径した状態にして、積層チューブの少なくとも最内層と連結用管体を融着により連結すると共に、積層チューブの内面と連結用管体の内面を略同一面状に連続させたことを特徴としている。
【０００６】
また、上記の樹脂製チューブは、好適な製造方法として、成形型内に積層チューブの末端部分を挿入した状態にして連結用管体を射出成形し、積層チューブの少なくとも最内層と連結用管体を融着させる製造方法が挙げられる。
【０００７】
さらに、上記の樹脂製チューブは、例えば自動車の冷却水の循環系に好適な連結構造として、積層チューブの最内層及び連結用管体の材料をオレフィン系熱可塑性エラストマーとし、連結用管体をパイプ等の相手部材の外側に嵌合し、連結用管体の嵌合部分の外周をクランプにより緊締した連結構造が挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の樹脂製チューブによれば、積層チューブと連結用管体から成るものとしたことから、錆の発生がなく、軽量化が可能であるとともに低コストであるという本来の利点を何ら損なうことがなく、薄肉によるさらなる軽量化が可能であると共に、パイプ等の相手部材への組付け性が良好であって、コネクタ類が不要となり、また、相手部材との連結部分のシール性も良好であるので、シール用部品の削減が可能となり、トータルコストを低減することができる。さらに、積層チューブと連結用管体の互いの内面を略同一面状に連続させたことにより、内部流体の流動抵抗も小さく抑えることができる。
【０００９】
本発明の樹脂製チューブの製造方法によれば、積層チューブと連結用管体から成る樹脂製チューブを効率良く大量生産することができ、且つ品質にばらつきのない樹脂製チューブを提供することができる。
【００１０】
本発明の樹脂製チューブの連結構造によれば、例えば自動車の冷却水の循環系に好適であって、積層チューブの最内層及び連結用管体において、耐熱性や加水分解性及び冷却水に対するバリヤ性が良好なものとなり、長期にわたって品質の劣化がきわめて少ない連結構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の樹脂製チューブの一実施形態を示す図である。図示の樹脂製チューブ１１は、少なくとも二以上の樹脂層を同心状に積層した積層チューブ１２と、当該樹脂製チューブ１１の端部を構成する連結用管体１３を備えている。
【００１２】
図示の積層チューブ１２は、二つの樹脂層を有するもので、最内層１２ａが、硬度（ゴム硬度）９０以下の熱可塑性樹脂から成ると共に、最内層１２ａ以外の層のうちの少なくとも一層すなわち図示例では最外層１２ｂが、引張り弾性率３０ＭＰａ以上の熱可塑性樹脂から成るものとしている。これに対して、連結用管体１３は、積層チューブ１２の最内層１２ａを形成する材料を５０質量％以上含む熱可塑性樹脂から成るものとしている。
【００１３】
そして、樹脂製チューブ１１は、積層チューブ１２の末端部分を拡径した状態にして、積層チューブ１２の少なくとも最内層１２ａと連結用管体１３を融着により連結し、積層チューブ１２の内面と連結用管体１３の内面を略同一面状に連続させている。
【００１４】
ここで、積層チューブ１２の最内層１２ａの硬度を９０以下としたのは、硬度が９０を超えると、当該樹脂製チューブ１１自体の柔軟性や、連結用管体１３との融着性が低下するからであり、また、積層チューブ１２の最外層１２ｂの引張り弾性率を３０ＭＰａ以上としたのは、引張り弾性率が３０ＭＰａ未満であると、当該樹脂製チューブ１１自体の機械的強度が低下するからである。
【００１５】
さらに、連結用管体１３に含まれる最内層１２ａの形成材料を５０質量％以上としたのは、パイプ等の相手部材に対する良好な組付け性やシール性を確保すると共に、連結用管体１３と最内層１２ａとの充分な融着強度を得るためである。この融着強度は、連結用管体１３に含まれる最内層１２ａの形成材料を３０質量％以上にすれば最低限確保することができるが、低透過の観点からでは６０質量％以上とするのが良く、望ましくは８０質量％以上であり、より望ましくは１００質量％である。
【００１６】
上記構成を備えた樹脂製チューブ１１は、錆の発生がなく、軽量化が可能であるとともに低コストであるという樹脂製チューブ本来の利点を何ら損なうことがなく、パイプ等の相手部材に嵌合する際の組付け性が良好であって、従来のようなコネクタ（図６参照）が不要となり、また、相手部材との連結部分のシール性も良好であるので、シール用部品の削減又は廃止が可能となり、トータルコストを低減し得るものとなる。さらに、積層チューブ１２と連結用管体１３の互いの内面を略同一面状に連続させているので、内部流体の流動抵抗も小さく抑えられる。
【００１７】
また、樹脂製チューブ１１は、積層チューブ１２の最内層１２ａと連結用管体１３が同一材料から成るものとし、この際、共に硬度８０以下の熱可塑性樹脂から成るものとすることができ、このようにすれば、積層チューブ１２と連結用管体１３との融着強度がより強固なものになる。
【００１８】
さらに、上記樹脂製チューブ１１を製造するには、成形型内に積層チューブ１２の末端部分を挿入した状態にして連結用管体１３を射出成形し、積層チューブ１２の少なくとも最内層１２ａと連結用管体１３を融着させる方法が挙げられる。
【００１９】
このような製造方法によれば、積層チューブ１２と連結用管体１３から成る樹脂製チューブ１１を効率良く大量生産することができ、且つ品質にばらつきのない樹脂製チューブ１１を提供することができる。
【００２０】
また、上記の如く樹脂製チューブ１１を製造する際には、図２に他の実施形態を示すように、積層チューブ１２の外面と連結用管体１３の外面を略同一面状に連続させることも有効である。このようにすれば、積層チューブ１２と連結用管体１３との融着部分の面積を大きく確保することができ、より強固で安定した融着強度を得ることができ、さらに、概観体裁が良好であるとともに取扱い性も向上する。
【００２１】
図３は上記樹脂製チューブ１１の連結構造の一例を示す図であって、積層チューブ１２の最内層１２ａ及び連結用管体１３の材料をオレフィン系熱可塑性エラストマーとしており、連結用管体１３をパイプ等の相手部材２１の外側に嵌合し、連結用管体１３の嵌合部分の外周を長さ調整可能なベルト状のクランプ２２により緊締したものとなっている。
【００２２】
上記の連結構造は、例えば自動車の冷却水の循環系に好適であり、積層チューブ１２の最内層１２ａ及び連結用管体１３において、耐熱性や加水分解性及び冷却水に対するバリヤ性が良好であり、長期にわたって品質の劣化がきわめて少ないものとなる。
【００２３】
図４は本発明の樹脂製チューブのさらに他の実施形態を示す図であり、図示の樹脂製チューブ１１は、連結用管体１３の外面に、熱可塑性樹脂から成る保護層１４が融着により設けてある。この保護層１４は、耐候、耐熱、耐オゾン及び耐薬品などの機能を有するものであれば、その材料がとくに限定されることはないが、例えば積層チューブ１１の最外層１２ｂと同じ材料を用いることができ、この場合には、パイプ等の相手部材に対する組付け性を良好にし得るように、最外層１２ｂの肉厚よりも薄肉にすることが望ましい。
【００２４】
上記の保護層１４を備えた樹脂製チューブ１１では、連結用管体の耐候性や耐熱性などを確保することができ、長期にわたって品質の劣化がきわめて少ないものとなる。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
最外層に引張り弾性率８５０ＭＰａのポリプロピレン（サンアロマー製ＰＢ３７０、肉厚１．５ｍｍ）を用い、最内層に硬度８０のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−８０、肉厚０．５ｍｍ）を用いて、二層の積層チューブ（内径φ３０ｍｍ）を共押出しにより成形した。この積層チューブの末端部分を加熱下でマンドレル（φ３４ｍｍ）に挿入して拡径した後、積層チューブの末端部分を成形型内に挿入した状態にして、硬度７３のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−７３）を射出することにより、連結用管体（内径φ３０ｍｍ、肉厚４ｍｍ、チューブ端部からの長さ３０ｍｍ）を成形すると共に、連結用管体と積層チューブを熱板融着により接合し、図１に示すような樹脂製チューブを得た。
【００２６】
（実施例２）
最外層に引張り弾性率８５０ＭＰａのポリプロピレン（サンアロマー製ＰＢ３７０、肉厚１．５ｍｍ）を用い、最内層に硬度８０のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−８０、肉厚０．５ｍｍ）を用いて、二層の積層チューブ（内径φ３０ｍｍ）を共押出しにより成形した。この積層チューブの末端部分を加熱下でマンドレル（φ３４ｍｍ）に挿入して拡径した後、積層チューブの末端部分を成形型内に挿入した状態にして、硬度７０のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−７３）を射出することにより、連結用管体（内径φ３０ｍｍ、肉厚４ｍｍ、チューブ端部からの長さ３０ｍｍ）を成形すると共に、連結用管体と積層チューブを接合し、図２に示すような樹脂製チューブを得た。
【００２７】
（実施例３）
最外層に引張り弾性率８５０ＭＰａのポリプロピレン（サンアロマー製ＰＢ３７０、肉厚１．５ｍｍ）を用い、最内層に硬度７３のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−７３、肉厚０．５ｍｍ）を用いて、二層の積層チューブ（内径φ３０ｍｍ）を共押出しにより成形した。この積層チューブの末端部分を加熱下でマンドレル（φ３４ｍｍ）に挿入して拡径した後、積層チューブの末端部分を成形型内に挿入した状態にして、積層チューブの最内層と同一材料を射出することにより、連結用管体（内径φ３０ｍｍ、肉厚４ｍｍ、チューブ端部からの長さ３０ｍｍ）を成形すると共に、連結用管体と積層チューブを接合し、図２に示すような樹脂製チューブを得た。
【００２８】
（実施例４）
最外層に引張り弾性率８５０ＭＰａのポリプロピレン（サンアロマー製ＰＢ３７０、肉厚１．５ｍｍ）を用い、最内層に硬度７３のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−７３、肉厚０．５ｍｍ）を用いて、二層の積層チューブ（内径φ３０ｍｍ）を共押出しにより成形した。この積層チューブの末端部分を加熱下でマンドレル（φ３４ｍｍ）に挿入して拡径した後、積層チューブの末端部分を成形型内に挿入した状態にして、積層チューブの最内層と同一材料を本体部、積層チューブの最外層と同一材料を保護層として、連結用管体（内径φ３０ｍｍ、肉厚：外層０．２ｍｍ、内層３．８ｍｍ、チューブ端部からの長さ３０ｍｍ）を射出成形すると共に、連結用管体と積層チューブを接合し、図４に示すような樹脂製チューブを得た。
【００２９】
（実施例５）
最外層に引張り弾性率２３２ＭＰａのポリエステル系エラストマー（東レデュポン製ハイトレル７２７７、肉厚１．５ｍｍ）を用い、中間層に無水マレイン酸変性ポリプロピレン（肉厚０．１ｍｍ）を用い、最内層に硬度７３のオレフィン系エラストマー（エーイーエスジャパン製サントプレーン１０１−７３、肉厚０．４ｍｍ）を用いて  三層の積層チューブ（内径φ３０ｍｍ）を共押出しにより成形した。この積層チューブの末端部分を加熱下でマンドレル（φ３４）に挿入して拡径した後、積層チューブの末端部分を成形型内に挿入した状態にして、積層チューブの最内層と同一材料を射出することにより、連結用管体（内径φ３０ｍｍ、肉厚４ｍｍ、チューブ端部からの長さ３０ｍｍ）を成形すると共に、連結用管体と積層チューブを接合し、図４に示す如く連結用管体と積層チューブの内面及び外面が共に同一面状に連続する樹脂製チューブを得た。
【００３０】
なお、上記実施例１〜４において、硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に示すタイプＡデュロメータにより室温で測定した。また、引張り弾性率の測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠し、室温において引張り試験速度は５００ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００３１】
（比較例１）
実施例４に基づいて三層の積層チューブを作成し、この積層チューブをパイプ継手（φ３２ｍｍ）の外側に嵌合し、嵌合部分の外周を板ばね式クランプにより緊締した。
【００３２】
（比較例２）
従来の水系配管に使用している補強糸入りＥＰＤＭゴムホース（φ３０ｍｍ）を用い、このゴムホースをパイプ継手（φ３２ｍｍ）の外側に嵌合し、嵌合部分の外周を板ばね式クランプにより締結した。
【００３３】
（評価方法）
◎挿入力
パイプ継手（φ３２ｍｍ）に対して、チューブの端部を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で端部から３０ｍｍの位置まで挿入し、そのときの最大荷重を測定した。この際、挿入助剤として水で二倍に希釈した中性洗剤を用い、チューブの端部より３０ｍｍの位置までの内面に中性洗剤を塗布した。
【００３４】
◎連結用管体の密着力
連結用管体と積層チューブの接着性評価として、連結用管体を治具に固定して積層チューブを５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張り、双方の界面での剥がれ又は材料破断が起こった時の荷重を測定した。
【００３５】
◎洩れ試験
チューブの端部をパイプ継手（φ３２ｍｍ）の外側に嵌合し、この嵌合部分の外周にクランプを装着した後、水で５０％に希釈した自動車用冷却水をチューブに供給して、その内部を０．５Ｍｐａ／ｍｉｎの昇圧速度で０．３Ｍｐａまで加圧し、洩れの有無を観測した。このとき、後記する表１において、洩れが生じたものを〇、洩れが生じなかったものを×とした。質量比は、チューブ全長を５００ｍｍとした場合の質量を、比較例２の質量を１００として相対比で示した。試料は新品及び乾熱劣化後（１２０℃×２５０ｈ）とした。以上の試験結果を表１に示す
【００３６】
【表１】
2005180567.tif 000003
【００３７】
表１から明らかなように、実施例１〜５の樹脂製チューブは、比較例１と比べると、挿入力及び洩れ圧の面で優れており、また、比較例２（従来構造）と比較しても、挿入力及び洩れ性能において同等以上であり、さらに軽量化効果も得られたことから本発明の樹脂製チューブの有効性を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の樹脂製チューブの一実施形態を示す片側省略の断面図である。
【図２】樹脂製チューブの他の実施形態を示す片側省略の断面図である。
【図３】樹脂製チューブの連結構造の一例を示す片側省略の断面図である。
【図４】樹脂製チューブのさらに他の実施形態を示す片側省略の断面図である。
【図５】従来のゴム製チューブの締結構造を示す断面図である。
【図６】従来の樹脂製チューブの締結構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１      樹脂製チューブ
１２      積層チューブ
１２ａ    最内層
１２ｂ    最外層
１３      連結用管体
１４      保護層
２１      相手部材
２２      クランプ
【図１】
2005180567.tif 000004
【図２】
2005180567.tif 000005
【図３】
2005180567.tif 000006
【図４】
2005180567.tif 000007
【図５】
2005180567.tif 000008
【図６】
2005180567.tif 000009