(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなり、外周に軸方向に沿って所定間隔又は所定ピッチで配列された環状又は螺旋状の突部を有するコルゲートチューブにおいて、チューブ内周に配置された内層と、チューブ外周に配置された外層と、これらの層の間に配置された中間層とを備えており、前記中間層は、内層に近接した部分に比べて、前記外層に近接した部分の方が、発泡率が高くなっている発泡した熱可塑性樹脂からなり、前記内層は、前記外層と同位相で、前記外層よりも緩やかな波形断面をなすことを特徴とするコルゲートチューブ。
【請求項２】
前記内層の厚さは、環状又は螺旋状の前記突部が位置する部分において厚く、前記突部の間の谷部に位置する部分において薄くなっており、前記外層の厚さは、前記突部が位置する部分において薄く、前記谷部に位置する部分において厚くなっている請求項１記載のコルゲートチューブ。
【請求項３】
熱可塑性樹脂からなり、外周に軸方向に沿って所定間隔又は所定ピッチで配列された環状又は螺旋状の突部を有するコルゲートチューブにおいて、チューブ内周に配置された内層と、チューブ外周に配置された外層と、これらの層の間に配置された中間層とを備えており、前記中間層は発泡した熱可塑性樹脂からなり、前記内層は、前記外層と同位相で、前記外層よりも緩やかな波形断面をなし、前記内層の厚さは、環状又は螺旋状の前記突部が位置する部分において厚く、前記突部の間の谷部に位置する部分において薄くなっており、前記外層の厚さは、前記突部が位置する部分において薄く、前記谷部に位置する部分において厚くなっていることを特徴とするコルゲートチューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用配管等に適した、熱可塑性樹脂からなる多層構造のコルゲートチューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車のエア系配管、水系配管、燃料系配管や、家庭用及び工業用の排水用配管、エア配管等に、熱可塑性樹脂からなるコルゲートチューブが使用されつつある。このコルゲートチューブは、外周に軸方向に沿って所定間隔又は所定ピッチで配列された環状又は螺旋状の突部を有し、ストレートチューブに比べて屈曲性、振動吸収性に優れている。
【０００３】
米国特許５，３２４，５５７号には、同軸的に配置された外層と、１以上の内層とを有する、熱可塑性樹脂からなるコルゲートチューブであって、外層は、環状又は螺旋状のリブを有し、内層の内周面は、凹凸のない平滑な円筒面をなし、内層の熱可塑性樹脂は、外層の熱可塑性樹脂よりも低密度であるものが開示されている。
【０００４】
また、実公昭６０−７１３８号には、蛇腹管からなる内管の外側に、発泡層を被覆し、発泡層の外周に条帯を螺旋条に捲回し、更に発泡層の外周を合成樹脂チューブで被覆してなる断熱管が開示されている。
【０００５】
これらのチューブは、低密度の樹脂層又は発泡層を設けたことにより、断熱性等に優れるという利点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、米国特許５，３２４，５５７号のチューブでは、内層の内周面が凹凸のない平滑な円筒面をなしているので、屈曲性や、振動吸収性が損なわれてしまい、屈曲時にキンクを生じやすいという問題点があった。
【０００７】
また、実公昭６０−７１３８号の断熱管では、内管が蛇腹管からなるので、流体の通過圧損が大きくなり、流体が流れるときに発生する音も大きくなりやすいという問題点があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、屈曲性や、振動吸収性に優れると共に、流体の通過圧損も比較的小さいコルゲートチューブを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、熱可塑性樹脂からなり、外周に軸方向に沿って所定間隔又は所定ピッチで配列された環状又は螺旋状の突部を有するコルゲートチューブにおいて、チューブ内周に配置された内層と、チューブ外周に配置された外層と、これらの層の間に配置された中間層とを備えており、前記中間層は、内層に近接した部分に比べて、前記外層に近接した部分の方が、発泡率が高くなっている発泡した熱可塑性樹脂からなり、前記内層は、前記外層と同位相で、前記外層よりも緩やかな波形断面をなすことを特徴とするコルゲートチューブを提供するものである。
【００１０】
上記発明によれば、中間層が発泡した熱可塑性樹脂からなるので、断熱性、消音性、衝撃吸収性等に優れている。また、内層は、外層と同位相で、外層よりも緩やかな波形断面をなすので、屈曲性、振動吸収性に優れており、かつ、流体の通過圧損も比較的低く保たれる。また、中間層の内層に近接した部分に比べて、外層に近接した部分の方が、発泡率が高くなっていることにより、外部から衝撃が作用したとき、チューブの外周に近接した部分で衝撃が吸収されやすくなり、内層の破断等の虞れを低減させることができる。
【００１１】
本発明の第２は、前記第１の発明において、前記内層の厚さは、環状又は螺旋状の前記突部が位置する部分において厚く、前記突部の間の谷部に位置する部分において薄くなっており、前記外層の厚さは、前記突部が位置する部分において薄く、前記谷部に位置する部分において厚くなっているコルゲートチューブを提供するものである。
【００１２】
上記発明によれば、内層の厚さが薄い部分では、外層の厚さが厚くなり、内層の厚さが厚い部分では、外層の厚さが薄くなっているので、全体としての引張強度の低下を招くことなく、屈曲性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第３は、熱可塑性樹脂からなり、外周に軸方向に沿って所定間隔又は所定ピッチで配列された環状又は螺旋状の突部を有するコルゲートチューブにおいて、チューブ内周に配置された内層と、チューブ外周に配置された外層と、これらの層の間に配置された中間層とを備えており、前記中間層は発泡した熱可塑性樹脂からなり、前記内層は、前記外層と同位相で、前記外層よりも緩やかな波形断面をなし、前記内層の厚さは、環状又は螺旋状の前記突部が位置する部分において厚く、前記突部の間の谷部に位置する部分において薄くなっており、前記外層の厚さは、前記突部が位置する部分において薄く、前記谷部に位置する部分において厚くなっていることを特徴とするコルゲートチューブを提供するものである。
【００１４】
上記発明によれば、中間層が発泡した熱可塑性樹脂からなるので、断熱性、消音性、衝撃吸収性等に優れている。また、内層は、外層と同位相で、外層よりも緩やかな波形断面をなすので、屈曲性、振動吸収性に優れており、かつ、流体の通過圧損も比較的低く保たれる。また、内層の厚さが薄い部分では、外層の厚さが厚くなり、内層の厚さが厚い部分では、外層の厚さが薄くなっているので、全体としての引張強度の低下を招くことなく、屈曲性を向上させることができる。
【００１５】
なお、前記第１〜３の発明において、前記中間層は、前記内層の熱可塑性樹脂の融点よりも低い融点の熱可塑性樹脂からなっていることが好ましい。
【００１６】
上記発明によれば、コルゲートチューブ成形時に温度低下によって内層が固化した後に、中間層が固化することになるので、内層と中間層とがよく接合し、層間剥離が生じにくいという利点が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明によるコルゲートチューブの一実施形態を示す部分拡大した一部切欠き断面図である。図１は、右部分がチューブの断面、左部分が外側から見た形状を表している。
【００１９】
このコルゲートチューブ１０は、外層１１と、内層１２と、中間層１３とからなる３層構造をなしている。これらの層１１、１２、１３は、同種又は異なる種類の熱可塑性樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）からなり、中間層１３は、発泡剤を添加された樹脂で構成されている。これらの熱可塑性樹脂の好ましい例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリオレフィン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が挙げられる。なお、中間層１３としては、これらの熱可塑性樹脂（エラストマーを含む）に、アゾジカルボン等の発泡剤（又はそのマスターバッチ）を配合したものを押出すか、あるいは窒素ガスや炭酸ガス等を押出機の外部から注入して押出すことが好ましい。
【００２０】
外層１１は、軸方向に沿った断面が波形をなし、それによって、外側から見たとき、環状の突部１１Ａと、環状の谷部１１Ｂとが交互に配列されたコルゲート形状をなしている。
【００２１】
内層１２は、軸方向に沿った断面が、外層１１と同位相の波形をなし、内周面側から見たとき、前記突部１１Ａに対応する部分が環状の凹部１２Ａをなし、前記谷部１１Ｂに対応する部分が環状の突部１２Ｂをなしている。また、内層１２の内周面の凹凸は、外層１１の外周面の凹凸よりも緩やかな凹凸をなし、それによって、コルゲートチューブ１０の屈曲性を保持しつつ、内部を流れる流体の圧損を低減させている。
【００２２】
外層１１の突部１１Ａの肉厚ｔ１は、谷部１１Ｂの肉厚ｔ２よりも薄くなっている。一方、内層１２の凹部１２Ａの肉厚ｔ３は、突部１２Ｂの肉厚ｔ４よりも厚くなっている。その結果、外層１１の薄い部分では、内層１２が厚くなり、内層１２が薄い部分では、外層１１が厚くなって、相補的に肉厚が維持され、コルゲートチューブ１０としての引張強度を維持することができる。また、外層１１及び内層１２のそれぞれに肉厚の厚い部分と薄い部分とが交互に形成されていることにより、コルゲートチューブ１０の屈曲性を向上させることができる。
【００２３】
また、中間層１３の発泡倍率（発泡しない場合の体積に対する発泡後の体積の割合）は、２〜１０倍が好ましい。そして、この発泡率は、内層１２に近接した部分では小さく、外層１１に近接した部分、特に外層１１の突部１１Ａに近接した部分では大きくなっている。すなわち、中間層１３の外層１１に近接した部分ほど、気孔の大きさが大きく、その数も多くなっていて、内部の空隙が大きくなっている。このため、コルゲートチューブ１０の突部１１Ａに、例えば走行中の車輪が跳ね上げた飛石などが当たり、強い衝撃が作用した場合でも、中間層１３の発泡率の高い部分がこの衝撃を効果的に和らげ、内層１２の破断等を防止するため、流体の漏れ等を未然に防ぐことができる。
【００２４】
図２は、本発明のコルゲートチューブの製造方法を示す説明図である。図２において、Ｌはチューブの中心線であり、図では下方の断面だけを示している。
【００２５】
図２において、３層ダイ内で３層に積層された溶融樹脂は、ダイ先端部に付いたノズル２０から同心状に押出される。こうして筒状に押出された樹脂は、外管１１を形成する熱可塑性樹脂１１Ｐと、中間層１３を形成する熱可塑性樹脂１３Ｐと、内管１２を形成する熱可塑性樹脂１２Ｐとからなる。この筒状に押出された樹脂は、更に円筒状に組合された金型３０の内側に吸引されて、コルゲート形状に成形される。
【００２６】
なお、金型３０は、一対ずつ組み合わせて全体として円筒状の型を構成する所定長さの半円筒部材からなり、これらが長手方向に隣接して前記熱可塑性樹脂１１Ｐ、１２Ｐ、１３Ｐの押出し速度に同期して移動すると共に、その内面に形成された吸引孔３１を通して吸引するようになっている。また、長手方向に隣接する吸引孔３１の間には、内周から中心方向に突出する複数の環状突起３２が形成されている。そして、ノズル２０からチューブ状に押出された熱可塑性樹脂１１Ｐ、１３Ｐ、１２Ｐは、円筒状に組み付けられた金型３０の内側に挟まれて移動しつつ、金型３０の吸引孔３１を通して吸引されることによって、上記環状突起３２を有する金型３０の内周面に徐々に密着する。
【００２７】
このとき、中間層１３の熱可塑性樹脂１３Ｐは、発泡剤を含有しており、外層１１の熱可塑性樹脂１１Ｐと、内層１２の熱可塑性樹脂１２Ｐとに挟まれながら発泡して、外層１１の波形変形を助けると共に、内層１２の波形変形を外層１１に比べて緩やかにする。その結果、外層１１の環状の突部１１Ａと谷部１１Ｂとが形成され、コルゲート形状となる。また、内層１２は、外層１１及び中間層１３を介して金型３０の内周形状に適合するため、外層１１ほど顕著な波形をなすことなく、外層１１と同期した緩やかな波形の断面となる。
【００２８】
【実施例】
実施例１
外層１１としてオレフィン系熱可塑性エラストマー（商品名「サントプレーン１０３−５０」、エーイーエス・ジャパン株式会社製）、内層１２としてポリプロピレン（商品名「グランドポリプロＢ２４６」、株式会社グランドポリマー製）、中間層１３としてオレフィン系熱可塑性エラストマー（商品名「ＴＰＶ  ＧＱ９１０」、旭化成工業株式会社製）を用い、図２に示すような方法によって、図１に示す形状のコルゲートチューブを製造した。
【００２９】
ノズル２０からの押出し時における外層１１の厚さは０．３ｍｍ、内層１２の厚さは０．３ｍｍ、中間層１３の厚さは０．４ｍｍとした。外層１１の熱可塑性樹脂１１Ｐの押出し時の温度は２１０℃、内層１２の熱可塑性樹脂１２Ｐの押出し時の温度は２４０℃、中間層１３の熱可塑性樹脂１３Ｐの押出し時の温度は２００℃、ダイ温度２４０℃とした。
【００３０】
中間層１３の熱可塑性樹脂１３Ｐには、発泡剤マスターバッチ（商品名「ＥＸＰＰ−２０」、株式会社グランドポリマー製）を６質量％添加し、平均発泡率が突部で約５倍、谷部で約２倍となるように発泡させた。
【００３１】
こうして押出したチューブを、前述した金型３０の内面に吸着させて、波形断面のコルゲートチューブ１０に成形した。このコルゲートチューブ１０は、外径２５ｍｍであった。
【００３２】
比較例１
実施例１において、中間層１３の樹脂中に発泡剤を添加しない他は、実施例１と同様にしてコルゲートチューブを製造した。
【００３３】
こうして得られた実施例１及び比較例１のコルゲートチューブについて、その断熱性及び消音性を測定した。
【００３４】
図３は、２０℃に保温しておいた各コルゲートチユーブ（長さ１００ｍｍ）を低温雰囲気下（０℃）に放置し、コルゲート内側表面温度と放置時間（ｍｉｎ）との関係を測定した結果を示す。
【００３５】
また、図４は、各コルゲートチューブ（長さ４００ｍｍ）の内部に空気を流量を変えて流し（０〜１００ｍ3／ｍｉｎ）、５００ｍｍの距離をおいて音量（ｄＢ）を測定した結果を示している。
【００３６】
なお、図３、４において、線Ｄは、本発明による実施例１のコルゲートチューブを使用した場合の測定結果を示し、線Ｅは、比較例１のコルゲートチューブを使用した場合の測定結果を示す。
【００３７】
このように、本発明のコルゲートチューブは、保温効果が高く、内部流体の流れによる音量発生も少ないことがわかる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間層が発泡した熱可塑性樹脂からなるので、断熱性、消音性、衝撃吸収性等に優れている。また、内層は、外層と同位相で、外層よりも緩やかな波形断面をなすので、屈曲性に優れており、かつ、流体の通過圧損も比較的低く保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるコルゲートチューブの一実施形態を示す部分拡大した一部切欠き断面図である。
【図２】  本発明のコルゲートチューブの製造方法を示す説明図である。
【図３】  ２０℃に保温しておいた実施例１及び比較例２のコルゲートチューブを低温雰囲気下（０℃）に放置した場合のコルゲート内側表面の温度と放置時間（ｍｉｎ）との関係を示す図表である。
【図４】  実施例１及び比較例２のコルゲートチューブの内部に空気を流量を変えて流し（０〜１００ｍ3／ｍｉｎ）、５００ｍｍの距離をおいて音量（ｄＢ）を測定した結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０  コルゲートチューブ
１１  外層
１１Ａ  突部
１１Ｂ  谷部
１１Ｐ  外層の熱可塑性樹脂
１２  内層
１２Ａ  環状凹部
１２Ｂ  環状突部
１２Ｐ  内層の熱可塑性樹脂
１３  中間層
３０  金型
３１  吸引孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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