JP2568102B2 - 樹脂パイプの中間部に係止部を形成する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂パイプの中間部に係止部を形成する方
法に関する。

〔従来の技術〕 従来から、自動車などの燃料油やガスの配管において
は、金属パイプや樹脂パイプをゴム継手で接続して用い
ることが多い。この場合、燃料油やガス洩れ防止、ゴム
継手の抜け防止、さらにはゴム継手の差込み長さの目安
にするために、通常パイプの端部や中間部に係止部が設
けられている。

樹脂パイプの中間部に係止部を形成する方法として
は、係止部を射出成型または機械加工により別体として
製作し、それをパイプ外周部に接着剤等で接着する方
法、あるいは金属パイプで一部行われているように、樹
脂パイプを軸方向に圧縮し、冷間塑性変形により樹脂パ
イプを円周外方に膨出させて係止部を形成する方法等が
採用されている。

一方樹脂パイプの端部に係止部を形成させる方法とし
ては、樹脂パイプの端部を外部加熱により軟化させて、
円周方向外方に膨出部を形成する方法（特開昭62−1848
37号公報）や、樹脂パイプの端部を超音波振動により加
熱しながら軸方向に加圧して、該端部を円周方向外方へ
膨出変形させる方法（特開昭55−117622号公報）などが
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しがしながら、係止部を別に作って接着剤等で樹脂パ
イプに接着させる方法では、係止部が樹脂パイプからは
ずれ易く信頼性に欠け、さらに部品点数が多くなり、加
工工程が増加するため、コスト高になるという欠点があ
る。

また、熱を加えずに冷間塑性変形により係止部を形成
する方法では、圧縮力を解除して放置すると、樹脂パイ
プがもとの形状に戻ろうとするため、係止部の形状が変
化してしまうという問題がある。この現象は自動車のエ
ンジンルームのように高温になる雰囲気で用いられる場
合に特に顕著に現われ、極端な場合には係止部が完全に
消失してしまうこともある。

さらに、外部加熱あるいは超音波振動加熱法を樹脂パ
イプ中間部に係止部を形成する方法に適用しようとする
と、前者の場合は、樹脂パイプの熱伝導性が悪いため長
時間の加熱が必要であり、さらには加熱する必要のない
場所まで加熱されて樹脂パイプが変形してしまう等の不
都合が生じる。また後者の場合は、樹脂パイプ先端から
超音波振動を所定の中間部へ伝達しようとしても、途中
で超音波振動が減衰してしまい、目的とする中間部を加
熱することはできない。樹脂パイプ先端からの超音波振
動で加熱できる範囲は通常樹脂パイプ先端から5mm以内
であり、先端から5mm以上離れた中間部を加熱すること
は従来の方法では事実上不可能である。

従って、本発明の目的は上記問題点を解消し、超音波
振動による加熱を利用して樹脂パイプの中間部に係止部
を形成する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、樹脂
パイプが金属パイプより剛性が著しく低いので、２点で
固定して軸線方向に圧縮力を加えると、中間部が容易に
外方に変形膨出することに着目し、その変形膨出部に超
音波振動を与えて軟化しながらさらに圧縮することによ
り、中間部に係止部を容易に形成することができること
を発見し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の熱可塑性樹脂の中間部に係止部を
形成する方法は前記パイプの端部を所定の深さの孔を有
する超音波発信機のホーンに挿入するとともに、所定の
距離をおいて前記パイプを保持具により保持し、前記パ
イプを軸線方向に圧縮して前記ホーンと前記保持具との
間で前記パイプを僅かに外方に変形膨出させ、次いで前
記超音波発振機を発振することにより前記変形膨出部を
軟化させながらさらに前記パイプを軸線方向に圧縮する
ことを特徴とする。

〔作用〕

樹脂パイプの先端から超音波を伝達する従来の方法で
は、超音波振動が途中で減衰してしまい、樹脂パイプ中
間部を加熱できなかったが、本発明では、樹脂パイプの
変形膨出した中間部がホーンの前面にさらされるため、
そこに直接超音波が当たり、軟化して係止部の形成が容
易となる。

〔実施例〕

以下、添付図面により本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例を示す工
程図であり、１は15〜30KHzの超音波を出す超音波発振
機、２は超音波発振機１に連結し、超音波を伝達するホ
ーン、３は超音波発振機１及びホーン２を上下させるた
めのエアシリンダ、4a、4bはパイプ保持具、５は中間部
に係止部を形成しようとする熱可塑性樹脂パイプであ
る。ホーン２の中心には、樹脂パイプ５の外径よりも0.
05〜0.5mm程度大きい直径のパイプ挿入孔６が穿設され
ており、パイプ挿入孔６の深さは、樹脂パイプ５の先端
から、係止部を形成しようとする中間部までの距離と同
じにしておく。本実施例においては、パイプ保持具4a、
4bは、一方の保持具4aを固定し、他方の保持具4bを横方
向へスライド可能として、それぞれに樹脂パイプ５と同
じ半径の半円形の溝が形成されている。樹脂パイプ５を
その溝に入れ、パイプ保持具4a、4bではさむことによ
り、樹脂パイプ５をしっかり固定することができ、樹脂
パイプ５とホーン２のパイプ挿入孔６とが合致するよう
になっている。

本発明の方法を実施するには、まず第１図（ａ）に示
すように、係止部を形成しようとする中間部の位置より
も１〜10mm程度長く出した位置で樹脂パイプ５を保持具
4a、4bで固定する。次いでエアシリンダ３を作動させる
と超音波発振機１とホーン２が下降し、樹脂パイプ５の
端部がホーン２に穿設されたパイプ挿入孔６に挿入され
る（工程ｂ）。この状態で樹脂パイプ５を軸方向に圧縮
すると、樹脂パイプ５はホーン２と保持具4a、4bとの間
で、第２図に示すように円周方向外方にわずかに変形膨
出し、ａ部においてホーン２と接触する。この状態で超
音波を発振すると、樹脂パイプ５は、ホーン２の前面よ
りａ部を通って超音波振動を伝達され、膨出部ｂのみが
選択的に内部発熱し、軟化する。さらにエアシリンダ３
でホーン２を下降させると、この膨出部ｂは圧縮により
円周方向外方にさらに膨出し、最終的にはホーン２と保
持具4a、4bとの間で形成しようとする係止部７の厚みだ
けの空隙を残して、ホーン２の下降を中止する（工程
（ｃ））。そのまま0.5〜20秒間放置した後、エアシリ
ンダ３を逆方向に作動させて、超音波発振機１とホーン
２を第１図（ｄ）に示すように元の位置まで戻す。以上
の工程（ａ）〜（ｄ）により、第３図に示すような、樹
脂パイプ５の中間部に係止部７を形成したパイプを製造
することができる。

以下本発明の実施例を具体的をもってさらに詳細に説
明する。

実施例１ 抽出成型により製作した外径6mm、内径4mmのナイロン
11のパイプを、半径3mmの半円形の溝を有する保持具4
a、4bにより先端から28mmの位置で固定した。ホーン２
の中心には、直径6.1mm、深さ25mmのパイプ挿入孔を形
成しておいた。また、パイプの保持具4a、4bへの着脱を
容易にするために、ホーン２と保持具4a、4bとの間隔は
30mmにしておいた。

次いで、スイッチを押して7kg/cm²の圧縮空気をエア
シリンダ３に送り、超音波発振機１とホーン２を下降さ
せた。パイプ端部がホーン２のパイプ挿入孔に挿入さ
れ、パイプ挿入孔の底にパイプ先端が当ると、エアシリ
ンダ３によって、ホーン２と保持具4a、4bの間のパイプ
が圧縮され、円周方向外方にわずかに変形膨出した。こ
の時、20KHzの超音波を１秒間発振させると、振動が直
接ホーン２から変形膨出部へ伝達され、該変形膨出部は
軟化し、エアシリンダ３の圧力によって外方へさらに変
形膨出した。ホーン２は保持具4a、4bの上方1.5mmまで
下降して止まるようになっている。その状態で２秒間放
置したのちエアシリンダ３に逆方向から圧縮空気を入れ
て超音波発振機１とホーン２を元の位置に戻し、保持具
4a、4bを開放して、パイプを取り外した。このようにし
て、先端より25mmの位置に、外径7mm、厚さ1.5mmの係止
部を形成することができた。

以上、本発明を実施例で説明したが、本発明はこの実
施例に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内
で種々変更することができる。例えば超音波発振機１の
昇降はエアシリンダー以外に、モーターその他に駆動装
置によっても行うことができ、また超音波発振機１を昇
降させる代わりに保持具4a、4bを昇降させることもでき
る。また保持具4a、4bは二つ割りの構造以外にもパイプ
を固定できるものであれば、いかなる構造のものでもよ
い。またパイプに圧縮力が加わったときにパイプが変形
しやすくなるように、パイプを予熱しておいても良い。
さらにパイプを形成する樹脂もナイロン11に限定される
ものではなく、他のポリアミドやエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、変形ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリカーボネート等の一般的な熱可
塑性樹脂を用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明の方法では、樹脂パイプの一部を変形膨出させ
て、樹脂パイプと一体的に係止部を形成するものである
から、係止部がパイプから外れるようなことはなく十分
な強度を有しており、また部品点数や加工工程を増やす
ことなく、数秒間で係止部を形成することができ、大幅
なコストダウンをはかることができる。

さらに、超音波振動により樹脂パイプを内部発熱させ
て、軟化した状態で変形膨出させることにより係止部を
形成しているので、自動車のエンジンルーム内のように
高温の雰囲気中でも、冷間塑性変形によって形成された
係止部と異なり、係止部の形状が変化してしまうという
ようなことがなく、安定した形状を保持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は樹脂パイプの中間部に係止部に形成する本発明
の方法を説明する工程図であり、 第２図はホーンと保持具との間で樹脂パイプが変形膨出
している状態を示す断面図であり、 第３図は本発明の方法により中間部に係止部を形成した
樹脂パイプの例を示す斜視図である。 １……超音波発振機 ２……ホーン ３……エアシリンダ 4a、4b……保持具 ５……熱可塑性樹脂パイプ ６……パイプ挿入孔 ７……係止部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂パイプの中間部に係止部を形
   成する方法において、前記パイプの端部を所定の深さの
   孔を有する超音波発振機のホーンに挿入するとともに、
   所定の距離をおいて前記パイプを保持具により保持し、
   前記パイプを軸線方向に圧縮して前記ホーンと前記保持
   具との間で前記パイプを僅かに外方に変形膨出させ、次
   いで前記超音波発振機を発振することにより、前記変形
   膨出部を軟化させながらさらに前記パイプを軸線方向に
   圧縮することを特徴とする方法。