(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製のチューブ本体と該チューブ本体を被覆する導電性ゴム製のプロテクタとからなるチューブを部分的に所定形状に成形したチューブ状成形体の製造装置であって、
チューブを固定するチューブ固定手段と、
上記チューブ固定手段で固定したチューブの長手方向に間隔をおいて配設され、各々、該チューブのプロテクタに着脱可能に形成された一対の電極と、
上記一対の電極間に電圧を印加する電源と、
上記電源により上記一対の電極間に所定電圧を印加することで該一対の電極で挟まれたプロテクタ部分が通電されて該プロテクタ部分が昇温することにより該プロテクタ部分に対応したチューブ本体部分が可塑化された際に、該可塑化されたチューブ本体部分を所定形状に成形するチューブ本体成形手段と、
上記チューブ固定手段でチューブを固定した状態で該チューブをその長手方向に送り移動させるチューブ移動手段と、
を備えたことを特徴とするチューブ状成形体の製造装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記チューブ本体成形手段は、チューブ本体屈曲成形手段であり、
上記チューブ固定部は、チューブ軸を中心とした回動が可能となるようにチューブを固定するように構成されていることを特徴とするチューブ状成形体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブ状成形体の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料チューブとして、車両の軽量化を図るべく、ナイロン等の熱可塑性樹脂製のチューブ本体とそのチューブ本体に外装されたゴム製のプロテクタとからなるものが使用されている。そして、かかる燃料チューブは、狭いエンジンルーム内に配設されるため、所定の屈曲形状に成形されている。
【０００３】
このような燃料チューブの屈曲成形は、最も一般的には、直管状の燃料チューブを所定温度に設定した炉中に保持して樹脂を可塑化させた後、炉からその燃料チューブを取り出して成形型に嵌め込むことにより行われる。
【０００４】
また、特許第２６２７６５３号公報には、両端に口金が取り付けられた熱可塑性樹脂のホース（チューブ）部へ筒状のゴム製プロテクタを外装した直管状のホース（チューブ）本体部を所定の曲がり形状に付形する方法であって、ホース（チューブ）部とプロテクタとの間に電気抵抗発熱体層を介在させ、口金を通じてその電気抵抗発熱体層に通電して昇温させることにより、ホース（チューブ）部を可塑化させた後、ホース（チューブ）部内部に空気を送風して冷却固化するものが開示されており、かかる構成によれば、直管状のホース（チューブ）本体部を塑性変形させるときに、樹脂ホース（チューブ）部を直接加熱することとなり、プロテクタの昇温のために消費される熱量が少なくて済むので、樹脂ホース（チューブ）部を可塑化させるのに要する時間が短くて済み、また、冷却に要する時間も短くなることから、プロテクタ付き曲がりホース（チューブ）の生産性を向上させることができる、との内容が記載されている。
【０００５】
特開平６−１９０９１３号公報には、直管状の樹脂チューブの曲げ加工を施すべき所定部分を超音波振動、高周波誘導、高周波誘電、赤外線といった部分加熱手段により部分的に加熱するとともに、その加熱した部分に対して部分曲げ加工型により部分的に曲げ加工を施すことにより樹脂チューブに所要の曲り形状を付与する曲り樹脂チューブの製造方法が開示されており、かかる構成によれば、全体的に形状拘束する大きな型は不要であり、樹脂チューブ全体を加熱する必要もないので、従来必要であった大型の加熱オーブンが必要でなくなり、設備の占有スペースを大幅に削減できると共に、加工のための所要時間も大幅に短縮することができることに加え、生産能率を高めることができ、また、樹脂チューブを部分的に加熱した上又は加熱しつつ部分的な曲げ加工を行うので、曲げ加工に先立って樹脂チューブを予熱しておく必要がないことに加え、樹脂チューブ全体の曲り形状は異なっていても部分的な曲り形状が同一であるものについては同一の部分加工型を使用できるので、曲げ加工型を汎用的に使用でき、さらに、部分的に曲げ加工を行うものであるので、全体を一挙に曲げ加工する場合に比べて作業を機械化，自動化することも容易となる、との内容が記載されている。
【０００６】
特開平７−２０５３２７号公報には、ホース（チューブ）の少なくとも一部を加熱すると共に蛇腹状等の所定形状に成形する方法であって、高周波加熱処理で発熱する発熱体を含むホース（チューブ）を用い、そのホース（チューブ）の発熱体に高周波加熱処理を施してその発熱体を発熱させることにより、ホース（チューブ）を加熱することが開示されており、かかる構成によれば、高周波加熱処理により発熱体が発熱するので、ホース（チューブ）本体の加熱処理が良好になされる、と記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チューブを炉中に保持して可塑化させた後、炉からそのチューブを取り出して成形型に嵌め込む方法では、炉を昇温させるために費やされるエネルギーのうち、チューブの加熱に利用されるエネルギーの割合が約２０％と低く、エネルギーロスが大きい。また、熱風炉を所定温度に立ち上げるのに３０分乃至１時間、チューブを加熱するのに１５〜３０分必要である。
【０００８】
特許第２６２７６５３号公報に記載された方法では、チューブに電気抵抗発熱体層を設ける必要があり、チューブの構成が複雑化すると共にチューブが高価となる。
【０００９】
特開平６−１９０９１３号公報及び特開平７−２０５３２７号公報に記載された方法では、直接樹脂チューブを加熱するものであるが、例えば、高周波誘電によりチューブを加熱した場合、消費される高周波エネルギーのうち、チューブの加熱に利用されるエネルギーの割合がせいぜい８０〜９０％程度である。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来のチューブに特別な構成要素を付加する必要がなく、また、成形時間が短時間でよく、さらに、消費されるエネルギーのうちの９０〜１００％をチューブの加熱のために利用できるチューブ状成形体の製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
熱可塑性樹脂製のチューブ本体と該チューブ本体を被覆する導電性ゴム製のプロテクタとからなるチューブを部分的に所定形状に成形したチューブ状成形体の製造装置であって、
チューブを固定するチューブ固定手段と、
上記チューブ固定手段で固定したチューブの長手方向に間隔をおいて配設され、各々、該チューブのプロテクタに着脱可能に形成された一対の電極と、
上記一対の電極間に電圧を印加する電源と、
上記電源により上記一対の電極間に所定電圧を印加することで該一対の電極で挟まれたプロテクタ部分が通電されて該プロテクタ部分が昇温することにより該プロテクタ部分に対応したチューブ本体部分が可塑化された際に、該可塑化されたチューブ本体部分を所定形状に成形するチューブ本体成形手段と、
上記チューブ固定手段でチューブを固定した状態で該チューブをその長手方向に送り移動させるチューブ移動手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
チューブ本体成形手段がチューブ本体を屈曲加工する屈曲成形手段である場合、チューブ固定手段は、チューブ軸を中心とした回動が可能となるようにチューブを固定するように構成されているものであってもよい。かかる構成によれば、チューブ本体屈曲成形手段によってチューブ本体の屈曲成形を行った後、チューブ送り移動手段によってチューブを送ると共にチューブ軸を中心に所定量回転させ、さらに、チューブ本体屈曲成形手段によってチューブ本体の屈曲成形を行うことができるので、連続して３次元的に屈曲したチューブ状成形体を成形することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のチューブに特別な構成要素を付加する必要がなく、また、成形時間が短時間でよく、さらに、消費されるエネルギーのうちの９０〜１００％をチューブの加熱のために利用できる。また、プロテクタ部分の通電を停止した後もその保温効果によりチューブ本体部分が可塑化されて成形可能な状態を比較的長時間保持することができる。さらに、浪費されるエネルギーが少なく抑えられ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
（実施形態１）
＜直管状材料チューブ＞
図１は、実施形態１に係る自動車の燃料チューブの製造に使用される直管状材料チューブ１０の断面図である。
【００１６】
この材料チューブ１０は、樹脂製のチューブ本体１１と、そのチューブ本体１１を被覆するプロテクタ１２とからなっている。
【００１７】
チューブ本体１１は、同心円状に熱可塑性樹脂の４つの層が一体的に積層された構成となっており、チューブ最内層である第１層１１ａが導電性フッ素樹脂、第２層１１ｂが非導電性フッ素樹脂、第３層１１ｃが樹脂接着剤及び第４層１１ｄがナイロン樹脂でそれぞれ形成されている。第１〜３層１１ａ〜ｃは相対的に薄肉に形成されているのに対し、第４層１１ｄは厚肉に形成されている。ここで、導電性を有する第１層１１ａは、チューブ１０内部を流通させるガソリン等の燃料との摩擦により発生する静電気を通電して逃がす機能を果たす。第３層１１ｃは、異種樹脂材料である第２層１１ｂと第４層１１ｄとを接着して一体化させる機能を果たす。
【００１８】
プロテクタ１２は、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマー（以下「ＥＰＤＭ」という）に導電性を有する粉末であるカーボンブラックを含む充填材が混合された導電性ゴム組成物で形成されている。このプロテクタ１２は、エンジンルーム等に配設される燃料チューブのチューブ本体１１が外的要因によって破損されることがないようにそのチューブ本体１１を保護する機能を果たす。
【００１９】
＜燃料チューブの製造装置＞
上記の材料チューブ１０を用いて燃料チューブを製造するための製造装置２０について説明する。
【００２０】
図２（ａ）は、実施形態１に係る自動車の燃料チューブの製造装置２０の構成を示す。
【００２１】
この燃料チューブの製造装置２０では、材料チューブ１０を固定するためのチューブ固定部（チューブ固定手段）２１がチューブ１０一端を嵌め入れ固定するように構成されている。チューブ固定部２１には、固定したチューブ１０がチューブ軸を中心に回動させるための第１モータ２２及びチューブ１０内に冷却空気を送り込むための送風部２３がそれぞれ設けられている。
【００２２】
チューブ固定部２１は、固定したチューブ１０と平行に延びるように設けられた親ねじ２４に固定部用ナット２５を介して取り付けられており、親ねじ２４の一端には、親ねじ２４をねじ軸を中心として回動させるための第２モータ２６が設けられている。この親ねじ２４の回動によって固定部用ナット２５が親ねじ２４の長手方向に沿った移動が可能となり、すなわち、チューブ固定部２１及びそれに固定されたチューブ１０の同方向への移動が可能となり、これがチューブ移動手段を構成している。
【００２３】
親ねじ２４の延びる方向の延長線上には、ダイス軸が親ねじ２４軸と略垂直となるように円柱状の曲げダイス２７が設けられており、この曲げダイス２７をダイス軸を中心に回動させるための第３モータ２８が設けられている。この曲げダイス２７がチューブ本体屈曲成形手段を構成している。
【００２４】
曲げダイス２７の外側面には、第１電極２９が設けられている。この第１電極２９は、図３に示すように、チューブ１０を挟持する一対の挟持片２９ａ，２９ｂを有し、この挟持片２９ａ，２９ｂが電気的に制御され、チューブ固定部２１に固定されて延びるチューブ１０を着脱可能に挟持固定するように構成されている。また、第１電極２９とチューブ固定部２１との間には、第１電極２９と同一構造の第２電極３０が電極用ナット３１を介して親ねじ２４に取り付けられている。従って、第２電極３０は、チューブ固定部２１及びチューブ１０と共にも親ねじ２４の延びる方向に沿って移動するように構成されている。
【００２５】
第１及び第２電極２９，３０は、それぞれ電源３２に接続されており、この電源３２によって両電極間に４０００〜５０００Ｖの電圧が印加される。
【００２６】
第１及び第２電極２９，３０の間には、両電極間に挟まれたチューブ１０表面の温度を計測するための非接触型温度センサ装置３４が設けられている。
【００２７】
以上の構成の燃料チューブの製造装置２０は、チューブ固定部２１でチューブ１０を固定すると共に第１及び第２電極２９，３０でチューブ１０を挟持固定した後、電源３２により第１及び第２電極２９，３０の間に所定電圧を印加して両電極に挟まれたチューブ１０のプロテクタ部分１２ｐに通電し、そのプロテクタ部分１２ｐを昇温させることによりそのプロテクタ部分１２ｐに対応したチューブ本体部分１１ｐを可塑化させ、第１及び第２電極２９，３０がチューブ１０を挟持固定した状態で第２モータ２６によりチューブ１０が送られる方向に親ねじ２４を回動させると共に曲げダイス２７が第３モータ２８によりチューブ１０が引っ張られる方向に曲げダイス２７を回動させることにより、図２（ｂ）に示すように、両電極で挟まれたチューブ本体部分１１ｐが可塑化したチューブ１０を曲げダイス２７の外周面に沿うように屈曲成形するものである。
【００２８】
上記の燃料チューブの製造装置２０では、チューブ固定部２１で固定したチューブ１０を、その長手方向に送り移動させることができるように構成されているので、チューブ１０の屈曲成形をチューブ１０の延びる方向に沿って連続して行うことができる。
【００２９】
また、第１及び第２電極２９，３０がチューブ１０を挟持固定し且つ両電極に電圧を印加した状態で、チューブ１０の屈曲成形を行うように構成されているので、第１及び第２電極２９，３０で挟まれたチューブ１０のプロテクタ部分１２ｐを昇温させた状態でチューブ本体部分１１ｐの成形を行うことができ、チューブ本体１１が冷却速度の速い樹脂で形成されている場合に特に成形性を良好なものとすることができる。
【００３０】
さらに、チューブ１０のチューブ軸を中心とした回動が可能となるようにチューブ固定部２１が構成されているので、曲げダイス２７によってチューブ１０の屈曲成形を行った後、親ねじ２４を回動させてチューブ１０を送ると共にチューブ軸を中心に所定量回転させ、さらに、同様にチューブ１０の屈曲成形を行うことができるので、連続して３次元的に屈曲した燃料チューブを成形することができる。
【００３１】
＜燃料チューブの製造方法＞
上記の材料チューブ１０及び燃料チューブの製造装置２０を用いた実施形態１に係る燃料チューブの製造方法について説明する。
【００３２】
−材料チューブ固定工程−
親ねじ２４の延びる方向と略平行となるように材料チューブ１０の一端をチューブ固定部２１に固定する。
【００３３】
−電極取り付け工程−
チューブ固定部２１に固定したチューブ１０を、第１及び第２電極２９，３０によって更に挟持固定する。このとき、チューブ１０の屈曲成形部分を挟んで第１及び第２電極２９，３０がチューブ１０のプロテクタ１２の上から取り付けられた状態となる。
【００３４】
−電圧印加工程−
電源３２により第１及び第２電極２９，３０の間に４０００〜５０００Ｖの電圧を印加する。このとき、両電極で挟まれた導電性を有するプロテクタ部分１２ｐに電流が流れると共にそのプロテクタ部分１２ｐの電気抵抗によってプロテクタ部分１２ｐが昇温する。また、プロテクタ部分１２ｐの昇温に伴ってそれに対応したチューブ本体部分１１ｐも昇温して可塑化する。
【００３５】
−屈曲成形工程−
非接触型温度センサ装置３４により計測されるチューブ１０の表面温度が所定温度となってチューブ本体部分１１ｐが可塑化されたとき、第１及び第２電極２９，３０をチューブ１０に取り付け且つ両電極間に電圧を印加した状態を維持したまま、第２モータ２６を駆動してチューブ１０が送られる方向に親ねじ２４を回動させると共に第３モータ２８を駆動してチューブ１０が引っ張られる方向に曲げダイス２７を回動させ、図２（ｂ）に示すように、曲げダイス２７の外周面にチューブ１０を沿わせることにより屈曲成形する。
【００３６】
−冷却工程−
チューブ固定部２１に設けられた送風部２３から冷却空気をチューブ１０内に送り、屈曲成形部分を冷却固化させる。
【００３７】
−移動送り工程−
第１及び第２電極２９，３０のチューブ１０への挟持固定を解除し、第３モータ２８を前回と逆向きに駆動回転させることにより曲げダイス２７を元の位置に戻し、第２電極３０も元の位置に戻す。そして、第２モータ２６を駆動して親ねじ２４を回動させることによりチューブ１０を送り移動させ、次の屈曲成形部分が第１及び第２電極２９，３０の間に位置付けられるようにすると共に、第１モータ２２を駆動してチューブ１０を回動させることにより、次の屈曲成形部分の屈曲内側が曲げダイス２７側に位置付けられるようにする。
【００３８】
その後、上記の電極取り付け工程以降の工程を所定回数繰り返して屈曲成形を行うことにより、最終的にチューブ状屈曲成形体１０が成形され、その両端にコネクタ４１，４２及びダストシールキャップ４３，４４を取り付けることにより、例えば、図４に示すような燃料チューブ４０が製造される。
【００３９】
上記の燃料チューブの製造方法によれば、通常、カーボンブラックが混合された導電性ゴムによりプロテクタ１２が構成されているので、従来のチューブに特別な構成要素を付加する必要がなく、また、プロテクタ部分１２ｐに通電することによるプロテクタ部分１２ｐ及びチューブ本体部分１１ｐの昇温は短時間でなされるので、成形時間が短時間でよく、さらに、プロテクタ部分１２ｐに通電して直接チューブ１０を加熱するので、消費されるエネルギーのうちの９０〜１００％をチューブ１０の加熱のために利用できる。
【００４０】
また、直接、チューブ本体部分１１ｐを加熱するものではないが、プロテクタ部分１２ｐを介して加熱することによりその保温効果を得ることができるので、プロテクタ部分１２ｐの通電を停止した後もチューブ本体部分１１ｐが可塑化されて成形可能な状態を比較的長時間保持することができる。
【００４１】
さらに、成形する部分のみの加熱がなされるので、浪費されるエネルギーが少なく抑えられ、省エネルギー化を図ることができる。
【００４２】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る自動車の燃料チューブの製造方法を示す。用いられる材料チューブ１０は実施形態１と同一のものである。
【００４３】
この方法では、チューブ最内層の第１層に接触するようにチューブ１０の両端のそれぞれに第１及び第２電極５１，５２を取り付け、その両電極間に電源５３により高電圧を印加して第１層に通電し、第１層を昇温させることによりチューブ本体１１を可塑化させ、可塑化したチューブ本体１１を屈曲成形するものである。
【００４４】
第１及び第２電極５１，５２には、それぞれ円盤状の電極本体に円柱状のチューブ挿入突起５１ａ，５２ａが突設されており、そのチューブ挿入突起５１ａ，５２ａがチューブ１０の孔に挿入されて第１層に接触するように構成されている。また、第２電極５２のチューブ挿入突起５２ａの頂面には温度センサ５４が設けられており、チューブ１０の内部の昇温状態が検知できるようになっている。
【００４５】
上記の方法によれば、内部を流通させる流体との摩擦により発生する静電気を通電するためにチューブ最内層が導電層に形成された熱可塑性樹脂製のチューブ１０であるので、従来のチューブに特別な構成要素を付加する必要がなく、また、第１層に通電することによるチューブ１０の昇温は短時間でなされるので、成形時間が短時間でよく、さらに、直接チューブ１０を加熱するので、消費されるエネルギーのうちの９０〜１００％をチューブ１０の加熱のために利用できる。
【００４６】
（その他の実施形態）
上記の実施形態１では、チューブ１０を部分的に昇温させる構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、チューブ両端に電極をそれぞれ設けてチューブ全体を昇温させるようにしてもよい。
【００４７】
上記の実施形態１及び２では、チューブ１０を屈曲成形するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、チューブ本体を可塑化させた後、それを型にセットしチューブ内に空気を吹き込むブロー成形であってもよい。
【００４８】
上記実施形態１において、チューブ１０の屈曲成形の際に成形部分のチューブ断面が扁平となって潰れるのを防止すべく、成形前にチューブの屈曲成形部分にスプリング等を挿入しておき、成形後にそれを取り出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１に係る材料チューブの断面図である。
【図２】  （ａ）は、実施形態１に係る燃料チューブの製造装置の構成を示す説明図であり、（ｂ）は、その燃料チューブの製造装置によるチューブの屈曲成形の説明図である。
【図３】  実施形態１に係る第１電極の構成を示す説明図である。
【図４】  実施形態１に係る燃料チューブの斜視図である。
【図５】  実施形態２に係る燃料チューブの製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１０  材料チューブ
１１  チューブ本体
１１ａ〜ｄ  第１〜４層
１１ｐ  チューブ本体部分
１２  プロテクタ
１２ｐ  プロテクタ部分
２０  燃料チューブ製造装置
２１  チューブ固定部２１
２２  第１モータ
２３  送風部
２４  親ねじ２４
２５  固定部用ナット２５
２６  第２モータ２６
２７  曲げダイス２７
２８  第３モータ２８
２９，５１  第１電極
２９ａ，２９ｂ  挟持片
３０  第２電極
３１  電極用ナット３１
３２，５３  電源
３４  非接触型温度センサ装置
４０  燃料チューブ
４１，４２  コネクタ
４３，４４  ダストシールキャップ
５１ａ，５１ｂ  チューブ挿入突起
５４  温度センサ
【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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