JP2008082523A - 樹脂パイプ - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂パイプの接続端の内径をストレートにして流体の流れの乱れを抑制する際の実効性を高めつつ、ホース接続に際しての強度を確保する。
【解決手段】樹脂パイプ２０は、パイプ端部の接続端２１と環状突起２３とパイプ経路部２２を連続させ、接続端２１の内壁側に補強層２４を有する。補強層２４は、硬質の樹脂を用いて接続端２１の内壁側に積層一体化するよう形成され、接続端２１のホース挿入時の補強機能を発揮する。そして、この補強層２４は、ストレート状の内壁を備えることで、ホスト３０と樹脂パイプ２０との接続箇所において流体の流れを乱さないようにし、接続端２１の端部側から環状突起２３の内壁まで延在することで、接続端２１に対してズレないようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホースに接続される樹脂パイプに関する。

この種の樹脂パイプの用途は多種多様であり、その適用箇所に応じて様々な機能が要求されている。例えば、車両に用いる場合には、振動吸収性や、配管作業性向上のための柔軟性、曲げ加工性等が求められることが多々ある。こうした場合には、軟質の樹脂材料を用いればよい。しかしながら、接続対象のホース、例えばゴムホースでは、接続時に拡径したゴムホースによる縮径の力が接続箇所の樹脂パイプに掛かるため、樹脂パイプの変形を来たし、シール性確保の信頼性が低下する。こうした事態を回避するため、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−６９０２２号公報

この特許公報によれば、ホースの接続側において樹脂層を２層とし、その内側層をガラス繊維で補強した層とすることで、ホース接続時の樹脂パイプの変形抑制、延いてはシール性の確保がなされている。

ところで、上記の特許文献では、その実施例にも記載されているように、ウォータ系の配管であるために、パイプ・ホースの経路径が比較的大きいことから、樹脂パイプ先端側、即ちパイプの接続端側においてパイプ形状が縮径していても特段の支障はない。こうしたパイプ先端の縮径は流体の流れに乱れを起こすことがあり得るため、この乱れによるパイプの振動や流体の輸送量の不均一化等が危惧される。こうした流体の流れの乱れは、樹脂パイプの接続端側をその内径においてストレートにすれば、比較的容易に回避できる。

しかしながら、上記特許文献でも述べられているように、接続端における内側層とその外側の層との界面への流体の浸透が起きると、樹脂パイプの接続端側内径がストレートである場合には、内側層がその外側層からパイプ経路に沿ってズレてしまうようなことが起き得る。具体的には、樹脂パイプにおける流体の流通下流側の接続端は、樹脂パイプより内径が大きいホースとの接続を担っているので、この下流側の接続端において、内側層が流体の流れによりホース側にズレることが起き得る。こうなると、ホース側にズレた内側層により流体の流れの乱れが起き得ることになる。

本発明は、上記した問題を解決するものであり、樹脂パイプの接続端の内径をストレートにして流体の流れの乱れを抑制する際の実効性を高めつつ、ホース接続に際しての強度を確保することを目的とする。

かかる課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の樹脂パイプでは、ホース内壁に接触する接続端の内壁部にホースへの挿入の際の補強機能を発揮する補強層を積層一体化させ、この補強層はその内壁がストレート状であることから、補強層と接続端との界面への流体浸透がない状態における流体の流れの乱れの抑制と、ホース接続に際しての強度を確保する。この場合の強度確保は、前記接続端を形成する第１樹脂材料より硬質の第２樹脂材料にて補強層を形成したことで達成した。そして、本発明の樹脂パイプは、次のようにして乱れの抑制の実効性を高めている。

本発明の樹脂パイプは、更に、パイプ経路を形成する経路部と前記接続端の連続箇所において外側に環状に突出した環状突起を備え、前記接続端と前記経路部と前記環状突起とを第１樹脂材料にて連続して形成し、前記補強層については、前記接続端の端部側から前記環状突起の内壁まで延在させた上で、前記第１樹脂材料より硬質の第２樹脂材料にて形成した。補強層が有するストレート状の内壁との関係を持って記載すると、補強層は、接続端の端部側から環状突起に到るまでストレート状の内壁を備え、環状突起とその内壁側で積層してストレート状内壁より拡径した拡径部をストレート状の内壁に続いて備えることになる。このため、環状突起の内壁まで延在している補強層の当該延在部分（拡径部）が環状突起に入り込んだ状態となることから、仮に補強層と接続端との界面への流体浸透が起きたとしても、流体の流れにより補強層がその外側の接続端に対してズレないようにできる。この結果、本発明の樹脂パイプによれば、ホースと樹脂パイプの接続箇所における流体の流れの乱れを高い実効性を持って抑制できる。

上記した本発明の樹脂パイプは、種々の態様を取ることができる。例えば、前記補強層を形成する前記第２樹脂材料は、樹脂の押し出し成形手法による成形の際に前記第１樹脂材料との密着性を発揮する同種材料とされている。こうすれば、押出成形の際に両樹脂の熱融着が起きるので、接続端と補強層との密着性・一体性が高まることから、その境界への流体の浸透の抑制に効果があり、補強層のズレ抑制の実効性がより高まる。

また、前記補強層を、前記環状突起を越えて前記経路部の内壁まで連続して延在するように前記第２樹脂材料にて形成することもできる。こうすれば、補強層の密着対象が接触端に加え経路部まで広がるので、補強層の密着面積の増大により密着性・一体性がより高まる。この場合、前記経路部が前記補強層の延在する範囲のパイプ経路の少なくとも一部が蛇腹状であれば、その蛇腹の各凹凸内壁に補強層が入り込むことから、補強層のズレ回避の実効性がより高まる。

加えて、前記補強層において、前記接続端の端部側から前記環状突起の内壁まで延在する第１範囲と前記経路部の内壁に延在する第２範囲とで肉厚を異なるものとし、前記第１範囲を前記第２範囲より厚くすることができる。こうすれば、肉厚の厚い第１範囲では強度を確保し、肉厚が薄い第２範囲では経路部の柔軟性を補強層が存在したとしても比較的損なわないようにできる。そして、前記第１範囲の前記補強層を前記接続端と同等の肉厚或いは接続端に勝る肉厚とすれば、ホース接続に際しての補強の実効性が高まり、好ましい。

以上説明した各態様の樹脂ホースにおいて、前記第１樹脂と前記第２樹脂とをナイロン系の樹脂とすることができ、こうすれば、ナイロン系樹脂のうち、その性状が軟質のナイロン１１やナイロン１２を第１樹脂とし、第２樹脂については、１２０℃の温度環境下において２００ＭＰａ程度の曲げ弾性率を有する硬質のナイロン６やナイロン６６とした。

なお、本発明では、補強層の内壁をストレート状としたが、流体の流れを乱さない程度に実質的にストレートであればよく、若干のテーパ状の内壁とすることもできる。

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。

（１）配管構造体の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる樹脂パイプ２０を用いた配管系統を示す説明図、図２は樹脂パイプ２０とホース３０との接続箇所の概略断面図である。図示するように、樹脂パイプ２０は、ホース３０と接続されて配管系を形成し、パイプ端部の接続端２１をホース３０に圧入した状態で、クリップ４０により締結されホース３０と接続される。

（２）樹脂パイプ２０の構成
樹脂パイプ２０は、大きく分けて３つに区分けされ、パイプ端部の接続端２１と、パイプ経路部２２と、環状突起２３と、接続端２１の内壁側の補強層２４を有する。接続端２１は、パイプ両端に存在し、ホース３０に挿入（圧入）されるホース３０との接続箇所であり、ホース内壁と接触する。接続端２１は、挿入後のホース３０に対して抜止として機能するいわゆるタケノコ状の抜止突起２１ａを適宜間隔で備える。本実施例では、この抜止突起２１ａを図において３つ示したが、ホース径、ホース材質、接続端２１の挿入長さ等を考慮して多数設けるようにすることもできる。この場合、抜止突起２１ａは、クリップ４０によりホース外径側から締め付けられるので、接続端２１の外表面から１〜２ｍｍという僅かな突出高さでホースの抜止効果を奏することができる。

パイプ経路部２２は、接続端２１に連続してパイプ経路２０ａを形成する。本実施例の樹脂パイプ２０では、配管時の作業性向上や配管後のパイプ振動抑制等のため屈曲性に富むよう、パイプ経路部２２に筒状の一般部２２Ａと蛇腹部２２Ｂを備えることで可撓性を発揮させている。

環状突起２３は、パイプ経路部２２と接続端２１との連続箇所において外側に環状に突出し、接続端２１をホース３０に挿入した状態でホース３０の端面に対向する。これにより、環状突起２３は、ホース３０への接続端２１の挿入程度を規定するホース３０のストッパとしても機能する。

補強層２４は、接続端２１の内壁側に積層一体化されると共に、ストレート状の内壁を備える。また、この補強層２４は、接続端２１の端部側から環状突起２３の内壁まで延在すると共に、この環状突起２３を越えてパイプ経路部２２の内壁まで連続して延在する。つまり、補強層２４は、接続端２１の端部側から環状突起２３に到るまでストレート状内壁のストレート内壁部２４ａを備え、環状突起２３とその内壁側で積層してストレート内壁部２４ａより拡径した拡径部２４ｂをストレート内壁部２４ａに連続させて備える。この場合、補強層２４の肉厚は、接続端２１の端部側から環状突起２３の内壁まで延在する範囲（ストレート内壁部２４ａと拡径部２４ｂの範囲）において、接続端２１および環状突起２３の肉厚と同じとされ、パイプ経路部２２の内壁に延在する範囲では、パイプ経路部２２の肉厚の約１／５以下とした。補強層２４は、後述するようにホース３０への接続端２１の挿入の際の補強機能を発揮するものであることから、接続端２１から環状突起２３までの肉厚を厚くすることで、この補強機能の実効性を高め、パイプ経路部２２の範囲においては、パイプ経路部２２の柔軟性、可撓性を損なわないようにしている。

接続端２１と環状突起２３およびパイプ経路部２２は、連続していることもあり、同一の樹脂を用いた押出成形手法にて形成される。本実施例では、接続端２１をホース３０に挿入（圧入）することから、その際に接続端２１が若干の圧縮を起こし得るよう、軟質の樹脂（第１樹脂）であるナイロン１１やナイロン１２を用いた。補強層２４については、接続端２１の圧縮挿入に際してのパイプの補強を図るためと、接続端２１や環状突起２３およびパイプ経路部２２との密着性、一体性を達成するため、上記した樹脂と同種樹脂（第２樹脂）であるナイロン６やナイロン６６を用いた。このナイロン６やナイロン６６は、１２０℃の温度環境下において２００ＭＰａ程度の曲げ弾性率を有することから、補強層２４は、接続端２１に比して硬質となり、既述したような補強機能を発揮する。

樹脂パイプ２０の形状は、その用途や輸送流体に応じて種々設定でき、上記の樹脂の押出成形手法であれば、外径をφ８〜４０ｍｍに、肉厚を１〜３ｍｍに構成することができる。この肉厚を３ｍｍとして接続端２１や補強層２４の厚みを説明すると、接続端２１と環状突起２３は０．５〜１．５ｍｍ、補強層２４は１．５〜２．５ｍｍとなる。パイプ経路部２２は、２．５〜２．８ｍｍ、このパイプ経路部２２の内側の補強層２４は、０．２〜０．５ｍｍとなる。こうした各部の厚みは、それぞれの部位を形成するための第１樹脂、第２樹脂の樹脂量、即ち後述の押出成形手法における樹脂供給量で定まる。

（３）樹脂パイプ２０の製造工程
次に、樹脂パイプ２０の製造方法について説明する。図３は樹脂パイプ２０の製造に用いるパイプ製造装置５０を説明する概略構成図、図４はパイプ押出機および一部の金型を示す断面図、図５は第１樹脂と第２樹脂の押出の様子をパイプ外形の成形状態と併せて示す説明図である。

図３に示すように、パイプ製造装置５０は、押出管体２０Ｐを押し出すパイプ押出機６０と、パイプ押出機６０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７０と、成形用金型ユニットをループ状に搬送する搬送装置８０と、により構成されている。

パイプ押出機６０は、第１樹脂材料を押し出す第１シリンダ６１と、第２樹脂材料を押し出す第２シリンダ６２と、第１および第２シリンダ６１，６２から押し出される樹脂材料をそれぞれその供給量を調整しつつ供給する第１バルブ６３および第２バルブ６４と、第１および第２シリンダ６１，６２から押し出された樹脂材料を部分的な２層とした押出管体２０Ｐとなるように繰り出す第１通路６５ａおよび第２通路６５ｂを有するダイ６５と、ダイ６５内の送風通路６５ｃを通じて押出管体２０Ｐに送風する送風機６７と、第１および第２バルブ６３，６４を制御する制御装置６８と、を備えている。

前記成形用金型ユニット７０は、複数の金型に分割されており、樹脂パイプ２０の一端側の接続端２１から環状突起２３と一般部２２Ａの一部領域を賦形するための金型７１＿１ｓｔと、一般部２２Ａと蛇腹部２２Ｂを賦形するための金型７１＿２ｎｄと、樹脂パイプ２０の他端側の接続端２１から環状突起２３と一般部２２Ａの一部領域を賦形するための金型７１＿ｅｎｄとを備え、金型７１＿２ｎｄと金型７１＿ｅｎｄとの間に、パイプ経路部２２の残余部分を賦形するための金型を有する。そして、これら各金型が押出管体２０Ｐの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７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄ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、その中心軸で型締めされるように配置されている。金型７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄの成形面には、賦形手段として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。

次に、パイプ製造装置５０による樹脂パイプ２０の製造工程について説明する。いま、送風機６７により通路６５ｃを通じてブローした状態にて、パイプ押出機６０から押出管体２０Ｐを押し出すと、搬送装置８０（図３）が金型７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄを搬送しつつ型締めすることにより、押出管体２０Ｐを賦形して樹脂パイプ２０が成形される。

すなわち、制御装置６８は、第１バルブ６３と第２バルブ６４とを、それぞれのバルブからの樹脂供給量を図５に示すように調整しつつ、第１シリンダ６１から第１樹脂材料を第１通路６５ａを通じて供給するとともに、第２シリンダ６２から第２樹脂材料を第２通路６５ｂを通じて供給する。つまり、接続端２１から環状突起２３と一般部２２Ａの一部領域を賦形するための金型７１＿１ｓｔがダイ６５の押出側に搬送されるタイミングと、この金型以降の金型の搬送タイミング、接続端２１および環状突起２３の内壁側の補強層２４を形成するタイミング、環状突起２３に続くパイプ経路部２２の形成のタイミング等を考慮して、制御装置６８は、既述したように、接続端２１と環状突起２３の肉厚とその内側の補強層２４の厚みに相当する樹脂量で第１樹脂、第２樹脂を供給する。また、パイプ経路部２２とその裏面の薄肉の補強層２４の厚みに相当する樹脂量で第１樹脂、第２樹脂を供給する。
これにより、押出管体２０Ｐは、接続端２１と環状突起２３の形成範囲においては、補強層２４が厚肉で形成され、パイプ経路部２２の形成範囲では、補強層２４が薄肉で形成される。ここで、樹脂パイプ２０の各層の肉厚は、樹脂供給量と押出速度と引き取り速度、およびこれらの関係を変更することにより種々調整することができる。

そして、金型７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄがパイプ押出機６０のダイ６５に、整合されるように搬送されて、ダイ６５から押し出される押出管体２０Ｐがキャビティに納められて、型締めされる。このように金型７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄは、順次、ダイ６５に近づくとともに、搬送経路ＦＬと直交する方向へ移動して、押出管体２０Ｐを挟んで型締めする。金型７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄが型締めされた状態にて、押出管体２０Ｐ内にブローされるとともに吸引装置により金型成型面が吸引されることにより、押出管体２０Ｐの外形が賦形される。これにより、補強層２４を有する樹脂パイプ２０が連続的に製造される。

以上説明したように、本実施例の樹脂パイプ２０では、ホース３０への挿入時における補強機能を硬質の樹脂から形成することで発揮する補強層２４を、接続端２１の内壁面のみならず、環状突起２３の内壁面にまで延在させるようにした。しかも、この補強層２４をストレート状の内壁を備えるものとした。よって、ホース３０と接続端２１との接続箇所においては、樹脂パイプ２０の流路はストレート状であることから、当該接続箇所での流体の流れに乱れが起きないようにできると共に、補強層２４により補強機能を発揮できる。その上、環状突起２３の内壁まで延在している補強層２４は、当該延在部分が環状突起２３に入り込んだ状態とされているので、この補強層２４は、仮に補強層２４と接続端２１との界面への流体浸透が起きたとしても、流体の流れにより補強層２４がその外側の接続端２１に対してズレるようなことがない。この結果、本実施例の樹脂パイプ２０によれば、補強層２４のズレ回避を通して、ホース３０と樹脂パイプ２０の接続箇所における流体の流れの乱れを高い実効性を持って抑制できる。

また、本実施例では、補強層２４を、接続端２１と環状突起２３の形成材料であるナイロン１１やナイロン１２と同種材料のナイロン６やナイロン６６を用いて形成した。よって、押出成形の際の両樹脂の熱融着により、接続端２１と補強層２４との密着性・一体性を高まることができるので、その境界への流体の浸透の抑制に効果があり、補強層のズレ抑制の実効性がより高まる。

また、補強層２４を、環状突起２３を越えてパイプ経路部２２の内壁まで連続して延在するように形成したので、補強層は接続端２１に加えパイプ経路部２２にまで密着・一体化するので、補強層２４の密着面積の増大により、より一層の密着性・一体性を実現できる。しかも、本実施例では、パイプ経路部２２は、蛇腹部２２Ｂを備え、この蛇腹部２２Ｂのそれぞれの凹凸の内壁にまで補強層２４は入り込むことから、補強層２４のズレ回避の実効性がより高まる。そして、本実施例では、パイプ経路部２２の範囲における補強層２４の肉厚を薄くしたので、パイプ経路部２２が呈する柔軟性や可撓性を損なうことがなく、好ましい。

加えて、接続端２１の形成箇所においては、補強層２４をこの接続端２１の肉厚以上の肉厚としたので、ホース接続に際しての補強の実効性が高まり、好ましい。

なお、この発明は前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る。例えば、パイプ経路部２２をストレート管とすることもできる。

本発明の一実施例にかかる樹脂パイプ２０を用いた配管系統を示す説明図である。 樹脂パイプ２０とホース３０との接続箇所の概略断面図である。 樹脂パイプ２０の製造に用いるパイプ製造装置５０を説明する概略構成図である。 パイプ押出機および一部の金型を示す断面図である。 第１樹脂と第２樹脂の押出の様子をパイプ外形の成形状態と併せて示す説明図である。

符号の説明

２０…樹脂パイプ
２０Ｐ…押出管体
２０ａ…パイプ経路
２１…接続端
２１ａ…抜止突起
２２…パイプ経路部
２２Ａ…一般部
２２Ｂ…蛇腹部
２３…環状突起
２４…補強層
２４ａ…ストレート内壁部
２４ｂ…拡径部
３０…ホース
４０…クリップ
５０…パイプ製造装置
６０…パイプ押出機
６１…第１シリンダ
６２…第２シリンダ
６３…第１バルブ
６４…第２バルブ
６５…ダイ
６５ａ…第１通路
６５ｂ…第２通路
６５ｃ…送風通路
６７…送風機
６８…制御装置
７０…成形用金型ユニット
７１＿１ｓｔ〜７１＿ｅｎｄ…金型
８０…搬送装置

Claims (7)

1. ホースに接続される樹脂パイプであって、
   前記ホースに挿入されるホースとの接続箇所であり、ホース内壁と接触する接続端と、
   該接続端に連続し、パイプ経路を形成する経路部と、
   該経路部と前記接続端の連続箇所において外側に環状に突出し、前記接続端を前記ホースに挿入した状態で前記ホースの端面に対向する環状突起と、
   前記接続端の内壁側に積層一体化されると共に内壁がストレート状とされ、前記ホースへの前記接続端の挿入の際の補強機能を発揮する補強層とを有し、
   前記接続端と前記経路部と前記環状突起とは、第１樹脂材料にて連続して形成され、
   前記補強層は、前記接続端の端部側から前記環状突起の内壁まで延在し、前記第１樹脂材料より硬質の第２樹脂材料にて形成されている
   樹脂パイプ。
2. 請求項１に記載の樹脂パイプであって、
   前記補強層を形成する前記第２樹脂材料は、樹脂の押し出し成形手法による成形の際に前記第１樹脂材料との密着性を発揮する同種材料とされている
   樹脂パイプ。
3. 請求項１または請求項２に記載の樹脂パイプであって、
   前記補強層は、前記環状突起を越えて前記経路部の内壁まで連続して延在するよう前記第２樹脂材料にて形成されている
   樹脂パイプ。
4. 請求項３に記載の樹脂パイプであって、
   前記経路部は、前記補強層が延在する範囲のパイプ経路の少なくとも一部が蛇腹状とされている
   樹脂パイプ。
5. 請求項１ないし請求項４いずれかに記載の樹脂パイプであって、
   前記補強層は、前記接続端の端部側から前記環状突起の内壁まで延在する第１範囲と前記経路部の内壁に延在する第２範囲とで肉厚を異なるものとし、前記第１範囲を前記第２範囲より厚くした
   樹脂パイプ。
6. 請求項５に記載の樹脂パイプであって、
   前記第１範囲の前記補強層は、前記接続端と同等の肉厚或いは前記接続端に勝る肉厚とされている
   樹脂パイプ。
7. 請求項１ないし請求項６いずれかに記載の樹脂パイプであって、
   前記第１樹脂と前記第２樹脂は、ナイロン系の樹脂である
   樹脂パイプ。

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