(57)【要約】      （修正有）【課題】  樹脂パイプを継手に確実に溶着して接続すること。【解決手段】  樹脂パイプ２０は、複数の層から形成され、ストレート部２１と、ストレート部２１の端部を拡径した接続拡張部２２とから形成されている。継手１０は、管体１４の一端部に形成され接続拡張部２２を接続するための接続部１６を有している。接続拡張部２２の端部の内側は、継手１０の支持壁１６ｂに支持され、パイプ側溶着部２２ｂが継手側溶着部１６ａと面接触した状態にて溶着されることにより、樹脂パイプ２０が継手１０に接続される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手（１０）に、複数の層から形成された樹脂パイプ（２０）を接続した樹脂パイプの接続構造体において、
上記樹脂パイプ（２０）は、複数の層のうち少なくとも内側の層が第１樹脂材料から形成され、管状のストレート部（２１）と、該ストレート部（２１）の端部を外径側に拡径するとともに折曲して内側の層の一部をパイプ側溶着部（２２ｂ）とした接続拡張部（２２）とを有し、
上記継手（１０）は、上記樹脂パイプ（２０）に接続される通路（１４ａ）を形成する管体（１４）と、該管体（１４）の一端部に形成され上記接続拡張部（２２）を接続するための接続部（１６）とを有し、
上記接続部（１６）は、上記第１樹脂材料と溶着可能である第２樹脂材料から形成されかつ上記管体（１４）の端部の外周部に沿って形成された継手側溶着部（１６ａ）と、該継手側溶着部（１６ａ）より上記通路（１４ａ）側に配置され上記管体（１４）の上部から該管体（１４）の長手方向へ円筒形状に突設された支持壁（１６ｂ）とを備え、
上記支持壁（１６ｂ）が上記接続拡張部（２２）に挿入されるとともに、上記パイプ側溶着部（２２ｂ）が上記継手側溶着部（１６ａ）と面接触した状態にて溶着されることにより、上記樹脂パイプ（２０）が上記継手（１０）に接続されていること、
を特徴とする樹脂パイプの接続構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂パイプの接続構造体において、
上記接続部（１６）は、上記支持壁（１６ｂ）と上記継手側溶着部（１６ａ）との間に凹所に形成されたバリ保持部（１６ｃ）を備えている樹脂パイプの接続構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の樹脂パイプの接続構造体において、
上記接続拡張部（２２）は、フレア形状である樹脂パイプの接続構造体。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂パイプの接続構造体において、
上記樹脂パイプ（２０）は、上記ストレート部（２１）に連続しかつ該ストレート部（２１）から拡径した拡径部（２２Ａ）を形成し、該拡径部（２２Ａ）を切断することにより接続拡張部（２２）を形成した樹脂パイプの接続構造体。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の樹脂パイプの接続構造体において、
上記樹脂パイプは、内側の層より外側に耐流体透過性に優れた第３樹脂材料から形成されたバリア層を備えている樹脂パイプの接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継手に複数の層からなる樹脂パイプを接続した樹脂パイプの接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの樹脂部品を熱溶着するには、いずれか一方または両方に、樹脂部品の端部にフランジを形成し、このフランジを熱板などで溶かして溶着している。こうした熱溶着した溶着部には、バリを生じるが、このバリが内側スペースなどに入り込むのを防止するために、フランジの付近にバリトラップを設ける構成が知られている（特許文献１，２）。
ところで、耐燃料透過性を考慮したバリア層を含む２層以上の樹脂パイプを燃料タンクの継手などに接続する構成が検討されている。こうした樹脂パイプのバリア層は、相手の継手に溶着し難い場合がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３３００８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、継手に複数の層から形成された樹脂パイプを確実に接続する樹脂パイプの接続構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためにされた本発明は、
継手に、複数の層から形成された樹脂パイプを接続した樹脂パイプの接続構造体において、
上記樹脂パイプは、複数の層のうち少なくとも内側の層が第１樹脂材料から形成され、管状のストレート部と、該ストレート部の端部を外径側に拡径するとともに折曲して内側の層の一部をパイプ側溶着部とした接続拡張部とを有し、
上記継手は、上記樹脂パイプに接続される通路を形成する管体と、該管体の一端部に形成され上記接続拡張部を接続するための接続部とを有し、
上記接続部は、上記第１樹脂材料と溶着可能である第２樹脂材料から形成されかつ上記管体の端部の外周部に沿って形成された継手側溶着部と、該継手側溶着部より上記通路側に配置され上記管体の上部から該管体の長手方向へ円筒形状に突設された支持壁とを備え、
上記支持壁が上記接続拡張部に挿入されるとともに、上記パイプ側溶着部が上記継手側溶着部と面接触した状態にて溶着されることにより、上記樹脂パイプが上記継手に接続されていること、を特徴とする。
【０００６】
本発明にかかる樹脂パイプの接続構造体において、複数の層からなる樹脂パイプは、パイプ側溶着部を、継手の継手側溶着部に溶着することにより継手に接続される。継手側溶着部の通路側には、管体の上部から長手方向に円筒形状に突設された支持壁が設けられており、この支持壁が溶着により発生したバリを通路内に入るのを阻止するので、不具合の要因にならない。
また、支持壁は、樹脂パイプの端部を拡径することにより形成された接続拡張部内に挿入されているので、継手と樹脂パイプの通路の内壁をほぼ面一にすることも容易であり、これにより通路を流れる抵抗を増大させない。
樹脂パイプのパイプ側溶着部は、継手の継手側溶着部と溶着可能な樹脂材料から形成した樹脂パイプの内側の層を利用しているから、別途、溶着するための部材を設ける必要がなく、簡単な構成で高い溶着強度を得ることができる。しかも、樹脂パイプは、内側の層より外側の層に耐流体透過性に優れた樹脂材料を配置した場合にも、内層側の層の一部で形成したパイプ側溶着部で溶着するから、継手側溶着部との溶着性を考慮しなくてもよい。
【０００７】
本発明の好適な態様として、上記接続部は、上記支持壁と上記パイプ側溶着部との間に凹所に形成されたバリ保持部を備える構成をとることができる。バリ保持部は、溶着時に流出したバリをトラップして通路側に出さないから、流体の流れの妨げにならない。
また、他の好適な態様として、接続拡張部は、フレア形状（ラッパ形状、朝顔形状とすることができる。こうしたフレア形状の接続拡張部は、ストレート部に連続しかつ該ストレート部から拡径した拡径部を形成し、該拡径部を切断することにより容易に形成することができる。
【０００８】
上記第１樹脂材料と第２樹脂材料とは、互いに溶着可能な樹脂材料、つまり同じ樹脂材料のほか、化学接着などにより互いに溶着する樹脂材料であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００１０】
Ａ．第１実施例
（１）  樹脂パイプの接続構造体の構成
図１は本発明の第１実施例にかかる樹脂パイプの接続構造体を示す断面図である。本実施例は、自動車の燃料タンクの継手と樹脂パイプ（インレットパイプ）との接続箇所に適用している。図１において、燃料タンクＦＴの外壁には、継手１０が溶着され、さらに継手１０に樹脂パイプ２０が溶着されている。
燃料タンクＦＴは、その表面がポリエチレンを含む複合樹脂材料から形成されており、ブロー成形方法により３層に形成されている。すなわち、燃料タンクＦＴは、タンク内層ＦＴ１と、タンク外層ＦＴ２と、タンク内層ＦＴ１とタンク外層ＦＴ２との間に介在しているバリア層ＦＴ３とを積層することにより形成されている。タンク内層ＦＴ１とタンク外層ＦＴ２は、高密度ポリエチレンから形成され、主として燃料タンクの機械的強度を確保する構造材としての機能を有している。一方、バリア層ＦＴ３は、耐燃料透過性に優れたエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）またはポリアミド（ＰＡ）から形成され、燃料蒸気の透過を防止する遮蔽材としての機能を有している。
【００１１】
（２）  樹脂パイプの接続構造体の各部の構成
（２）−１  継手１０
継手１０は、燃料タンクＦＴの取付穴ＦＴｃを塞ぐとともに、樹脂パイプ２０に接続するための継手である。図２は継手１０を燃料タンクＦＴに溶着する前の状態を示す断面図である。図２において、継手１０は、閉止板１２と、閉止板１２の中央部から突設された管体１４とを備えている。
閉止板１２の外周下部には、燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに溶着される環状の溶着端１２ａが形成されている。管体１４は、燃料タンクＦＴ内に接続される通路１４ａを有し、その上端部に樹脂パイプ２０を接続するための接続部１６を備えている。接続部１６は、継手側溶着部１６ａと、支持壁１６ｂと、継手側溶着部１６ａと支持壁１６ｂとの間に形成されたバリ保持部１６ｃとを備えている。継手側溶着部１６ａは、樹脂パイプ２０の接続拡張部２２と溶着するための部位であり、管体１４の端部の外周部に沿って形成されている。支持壁１６ｂは、継手側溶着部１６ａより上記通路１４ａに配置され上記管体１４の上部から該管体１４の長手方向へ円筒形状に突設されている。バリ保持部１６ｃは、継手側溶着部１６ａと支持壁１６ｂとの間に凹所に形成されたバリトラップである。
継手１０を形成する樹脂材料（第２樹脂材料）は、燃料タンクＦＴとの溶着性、耐燃料透過性および樹脂パイプ２０との接着性などを考慮して定められており、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンなどを用いることができる。
【００１２】
（２）−２  樹脂パイプ２０
樹脂パイプ２０は、耐燃料透過性に優れた樹脂材料から形成されたバリア層を含む５層から形成されている。すなわち、樹脂パイプ２０は、内層２０ａと、接着層２０ｂと、バリア層２０ｃと、接着層２０ｄと、外層２０ｅとを備え、これらを形成する樹脂材料を同時に押し出すとともにパイプ形状に賦形する、後述するコルゲート成形方法により製造される。
ここで、内層２０ａは、燃料に対する耐性を主目的として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択している（第１樹脂材料）。バリア層２０ｃは、耐燃料透過性を主目的としてエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を選択している（第３樹脂材料）。外層２０ｅは、機械的強度を主目的として高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択している。また接着層２０ｂ，２０ｄは、バリア層２０ｃと内層２０ａまたは外層２０ｅの両方に接着することを主目的として、極性官能基としてマレイン酸変性した変性ポリエチレン（ｍ−ＰＥ）を選択している。変性ポリエチレンは、同系のポリエチレンであるから外層２０ｅおよび内層２０ａのＨＤＰＥに溶着するとともに、ＥＶＯＨと化学接着により接合することから、これらの層間を接着する作用がある。
また、樹脂パイプ２０の各層の肉厚としては、ストレート部２１の肉厚が４ｍｍである場合において、内層２０ａが１．０ｍｍ、接着層２０ｂ，２０ｄが０．５ｍｍ、バリア層２０ｃが０．３ｍｍ、外層２０ｅが１．７ｍｍに調製することができる。
樹脂パイプ２０の端部には、該ストレート部２１の端部を拡径した接続拡張部２２が形成されている。接続拡張部２２は、徐々に拡径されたフレア部２２ａを備えている。フレア部２２ａの先端部は、折曲されて、その内層２０ａの一部で形成されたパイプ側溶着部２２ｂになっている。パイプ側溶着部２２ｂは、継手１０の継手側溶着部１６ａに熱溶着される部位である。
【００１３】
（２）−３  樹脂パイプ２０の製造方法
樹脂パイプ２０は、以下に説明する工程により製造される。図３は樹脂パイプ２０を製造するためのパイプ製造装置３０を説明する概略構成図である。パイプ製造装置３０は、ストレート部２１と接続拡張部２２とで異なる断面形状にて、連続的に樹脂パイプ２０を形成することができるものであり、いわゆるコルゲート機構を用いている。パイプ製造装置３０は、押出管体２０Ｐを押し出す管体押出ユニット４０と、管体押出ユニット４０から押し出された押出管体２０Ｐの外周部を賦形する成形用金型ユニット５０と、成形用金型ユニット５０をループ状に搬送する搬送装置７０と、により構成されている。
管体押出ユニット４０は、樹脂パイプ２０を５層の樹脂材料を同心状に押し出すための押出装置を備え、押出装置はスクリュ、シリンダおよびダイなどから構成されている。成形用金型ユニット５０は、樹脂パイプ２０の各部に倣った成形面、つまりストレート部２１、接続拡張部２２の形状に倣った成形面をそれぞれ有する複数の金型６１Ａ，６１Ｂを備え、これらが押出管体２０Ｐが搬送される搬送経路ＦＬを通るようにそれぞれ配置されている。金型６１は、搬送される押出管体２０Ｐの中心軸に沿って分割された割型で構成されており、それらの割型がそれぞれループ状であり、型締めされるように配置されている。金型６１Ａ，６１Ｂの成形面には、図示しない吸引ポンプに接続される吸引通路が開口している。
【００１４】
パイプ製造装置３０により樹脂パイプ２０を製造するには、まず、管体押出ユニット４０により押出管体２０Ｐを押し出した後に、成形用金型ユニット５０の金型６１Ａ，６１Ｂをループ状に搬送することにより行なう。このとき、金型６１Ａ，６１Ｂは、押出管体２０Ｐ内にブローされるとともに、金型６１Ａ，６１Ｂの成形面が吸引ポンプにより吸引されることによりストレート部２１および拡径部２２Ａ（図４参照）が賦形される。こうした連続工程を繰り返し、さらに、図４に示すように、賦形された押出管体２０Ｐを拡径部２２Ａの端部で切断することにより、ストレート部２１に連続した接続拡張部２２が形成される。
【００１５】
（３）  樹脂パイプの接続構造体の接続作業
次に、継手１０を燃料タンクＦＴのタンク上壁ＦＴａに装着する作業について説明する。図２において、継手１０の溶着端１２ａの下端を熱板（図示省略）により溶融するとともに、燃料タンクＦＴの取付穴ＦＴｃの周囲に沿って熱板（図示省略）により溶融して溶着面とする。溶着面に溶着端を溶着面に押しつける。溶着端１２ａと溶着面とが共にポリエチレンで形成されているので、図５に示すように冷却固化すると両者が互いに溶着する。
【００１６】
そして、図５に示すように継手１０に樹脂パイプ２０を接続するには、まず、継手１０の接続部１６の継手側溶着部１６ａおよび樹脂パイプ２０のパイプ側溶着部２２ｂを熱板ＨＰを当てて、その部分を溶融する。続いて、図６に示すように、樹脂パイプ２０のパイプ側溶着部２２ｂを継手１０の継手側溶着部１６ａに押しつける。これにより、継手側溶着部１６ａとパイプ側溶着部２２ｂとが共にポリエチレンで形成されているので、冷却固化すると両者が互いに溶着する。
【００１７】
（４）  実施例の作用・効果
（４）−１  図６に示すように、継手側溶着部１６ａの通路側には、管体１４の上部から長手方向に円筒形状に突設された支持壁１６ｂが設けられており、この支持壁１６ｂは、パイプ側溶着部２２ｂと継手側溶着部１６ａとの溶着により発生したバリＢＲが通路１４ａ内に入るのを阻止する。しかも、支持壁１６ｂの外周側には、凹所から形成されたバリ保持部１６ｃが設けられており、溶着時における流出したバリをトラップして通路１４ａ側に出さない。よって、バリＢＲが通路１４ａを通じて燃料タンク内に入らないから、不具合の要因にならない。
（４）−２  支持壁１６ｂは、拡径された接続拡張部２２内に挿入されているので、継手１０と樹脂パイプ２０の通路の内壁がほぼ面一になり、樹脂パイプ２０の通路と継手１０の接続箇所の付近を流れる流路抵抗を増大させない。
（４）−３  樹脂パイプ２０のパイプ側溶着部２２ｂは、継手側溶着部１６ａと溶着可能な樹脂材料から形成した樹脂パイプ２０の内層２０ａを利用しているから、別途、溶着するための部材を設ける必要がなく、簡単な構成で高い溶着強度を得ることができる。また、内層２０ａより外側にバリア層２０ｃを配置し、耐燃料透過性を高める構成をとった場合において、バリア層２０ｃは、継手側溶着部１６ａに溶着し難い樹脂材料であっても、内層２０ａがパイプ側溶着部２２ｂとなり、継手１０の溶着性に影響を与えない。
（４）−４  図６に示すように、フレア形状の接続拡張部２２は、ストレート部２１に連続しかつ該ストレート部２１から拡径した拡径部２２Ａを形成し、該拡径部２２Ａを切断することにより簡単に形成することができる。
【００１８】
Ｂ．第２実施例
図７は第２実施例にかかる樹脂パイプの接続構造体を示す断面図である。本実施例は、クイック式のコネクタに適用した構成に特徴を有する。すなわち、コネクタ１００は、樹脂パイプ２０とタンクから突設したパイプＰとを連結するものであり、内側連結部１１０と、外側連結体１２０と、パイプＰと内側連結部１１０との間をシールするシール部材１３０とを備えている。内側連結部１１０は、樹脂パイプ２０を接合する部材であり、小径部１１２と、小径部１１２から拡径された大径部１１４とを備え、その間が段部１１６になっている。小径部１１２の端部には、接続部１１８が形成されている。接続部１１８は、樹脂パイプ２０を溶着する部位であり、図１の接続部１６と同様な構成である。大径部１１４には、外側連結体１２０が外装されており、外側連結体１２０の係合爪１２２が段部１１６に係合している。また、外側連結体１２０の他端部には、係合爪１２４が形成され、パイプＰのバルジＰａに係合することによりパイプＰを抜止している。このように、継手として、樹脂パイプ２０を接合することができる構成であれば、コネクタにも適用することができる。
【００１９】
Ｃ．他の実施例
この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
（１）  上記実施例は、接着層を用いてバリア層と内層および外層と接着する構成について説明したが、これに限らず、内層および外層の樹脂材料として変性ＰＥを用いてバリア層との接着性を付与することで、接着層をなくすことができ、３層の簡単な構成とすることができる。
（２）  上記実施例では、コルゲート成形法により樹脂パイプ２０を成形したが、これに限らず、押出ブロー成形方法を用いてもよい。
（３）  上記実施例では、フィラーパイプに適用したが、フィラーパイプは、注入口を有するフィラーネックと樹脂パイプや、燃料タンクの外壁の付近などいずれの箇所であってもよい。また、他の用途として、エンジンの冷却水系のウォータパイプなどにも適用することができる。
（４）  燃料タンクを外部に接続する箇所であれば、各種の継手に適用することができ、例えば、燃料タンクと外部とを通気するための燃料遮断弁などに適用できる。
（５）  上記実施例における継手は、ＰＥから単一の樹脂材料から形成したが、これに限らず、継手側溶着部１６ａや溶着端１２ａなどを除いた箇所にバリア層を設けてもよい。すなわち、図８に示すように、継手１０Ｂは、燃料タンクＦＴと樹脂パイプ２０の接続拡張部２２に溶着される外層１０Ｂａとバリア層としての内層１０Ｂｂとから２色成形により形成してもよい。外層１０Ｂａは、マレイン酸変性した変性ポリエチレンを用い、内層１０Ｂｂにバリア層としてＥＶＯＨを用い、これを２色成形法により一体化することができる。
（６）  上記実施例では、熱溶着する手段として、熱板による熱溶着の例を説明したが、これに限らず、超音波溶着やレーザー溶着のなどの各種の溶着手段をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明にかかる樹脂パイプの接続構造体を示す断面図である。
【図２】継手を燃料タンクに溶着する前の状態を示す説明図である。
【図３】樹脂パイプを製造するためのパイプ製造装置を説明する概略構成図である。
【図４】樹脂パイプを製造する工程を説明する説明図である。
【図５】樹脂パイプを継手に接続する工程を説明する説明図である。
【図６】樹脂パイプと継手との接続状態を説明する説明図である。
【図７】第２実施例にかかる樹脂パイプの接続構造体を示す断面図である。
【図８】第１実施例の変形例にかかる樹脂パイプの接続構造体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０...継手
１２...閉止板
１２ａ...溶着端
１４...管体
１４ａ...通路
１６...接続部
１６ａ...継手側溶着部
１６ｂ...支持壁
１６ｃ...バリ保持部
２０...樹脂パイプ
２０Ｐ...押出管体
２０ａ...内層
２０ｂ...接着層
２０ｃ...バリア層
２０ｄ...接着層
２０ｅ...外層
２１...ストレート部
２２...接続拡張部
２２Ａ...拡径部
２２ａ...フレア部
２２ｂ...パイプ側溶着部
３０...パイプ製造装置
４０...管体押出ユニット
５０...成形用金型ユニット
６１...金型
６１Ａ，６１Ｂ...金型
７０...搬送装置
１００...コネクタ
１１０...内側連結部
１１２...小径部
１１４...大径部
１１６...段部
１１８...接続部
１２０...外側連結体
１２２...係合爪
１２４...係合爪
１３０...シール部材
１０Ｂ...継手
１０Ｂａ...外層
１０Ｂｂ...内層
Ｐ...パイプ
Ｐａ...バルジ
ＨＰ...熱板
ＦＴ...燃料タンク
ＦＴ１...タンク内層
ＦＴ２...タンク外層
ＦＴ３...バリア層
ＦＴａ...タンク上壁
ＦＴｃ...取付穴
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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