JP2638899B2 - シール構造を備えたパイプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、気体や液体若しくはこれらの混合体を流
通させる合成樹脂からなっていて、シール構造を備えた
パイプの製造方法に関する。

（従来の技術） パイプ、例えば自動車に用いられているウォータ・ホ
ースは、全体的に弾性を有する素材で形成されていて、
これの端部を被接合物に挿通したのちホース・バンドで
締め付け連結している。また、全体を合成樹脂で形成さ
れたパイプであって、少なくとも被接合物に連結される
端部を軟質の合成樹脂で形成したものも提案されてい
る。軟質合成樹脂からなる端部は、やはりホース・バン
ドを用いて締め付けられる。

パイプとしては、その端部に連結用のフランジを形成
されていて、このフランジを被接合物に接合し連結され
るものもある。この場合、両者の接合面には、シール用
のガスケットが配設される。

（発明が解決しようとする課題） 上記締付バンドを用いるパイプは、締付バンドをねじ
で締め付ける作業とこの締付バンド設置のためのスペー
スを必要とする問題がある。特に、多数のパイプを並べ
て配設する場合、パイプ相互間を大きく取らないと締め
付け作業ができないため、パイプ配管に伴う機器のレイ
アウトに大きな制約を加えている。フランジ連結される
パイプであって連結部のシールが要求される場合には、
シール用ガスケットが不可欠となり、部品点数とその取
付作業性の煩雑さが問題となる。

（課題を解決するための手段） 本発明は、硬質合成樹脂からなるパイプ本体と、この
パイプ本体の、該パイプが接合される被接合物との接合
部分に重合して一体成形されていて、被接合物の接合面
に密接する軟質合成樹脂からなるシール部とで構成され
たシール構造を備えたパイプの製造方法であって、硬質
合成樹脂からなるハード材料を円筒状に押し出してパイ
プ本体要素を形成するハード材料吐出工程と、軟質合成
樹脂からなるソフト材料を押し出して上記ハード材料の
長手方向所定位置に輪状のシール部要素を形成するソフ
ト材料吐出工程と、完成後のパイプ外形の一部の型形状
を有する第１の型にハード材料とソフト材料とからなる
パイプ素材を注入する注入工程と、完成後のパイプ外形
の残部の型形状を有する第２の型を第１の型に重合させ
て、注入された上記パイプ素材を型締めする型締め工程
と、型締めされた上記パイプ素材に気体を吹き込み、パ
イプ本体要素をパイプ本体の形状に、シール部要素をシ
ール部の形状にそれぞれ変形させるブロー工程と、固化
させたパイプ素材を型から外す型抜き工程と、型抜きし
たパイプ素材から、不要部を切除する不要部切除工程と
からなっている。

（作用） ハード材料吐出工程において、溶融させた硬質合成樹
脂からなるハード材料をヘッドから円筒状に押し出して
パイプ本体要素を形成しつつ、ソフト材料吐出工程にお
いて、弾性を有する軟質合成樹脂からなるソフト材料を
上記ヘッドから押し出して上記ハード材料の長手方向所
定位置の内周面又は外周面に輪状のシール部要素を形成
し、注入工程において、完成後のパイプ外形の一部の型
形状を有する第１の型と上記ヘッドを相対的に移動させ
ることによって上記ヘッドから吐出されるハード材料と
ソフト材料とからなるパイプ素材を上記第１の型に注入
したのち、型締め工程において、完成後のパイプ外形の
残部の型形状を有する第２の型を上記第１の型に重合さ
せて注入された上記パイプ素材を型締めする。次いで、
ブロー工程において、型締めされた上記パイプ素材に気
体を吹き込んで該パイプ素材を型形状に倣って膨満させ
ることによって、パイプ本体要素をパイプ本体の形状
に、シール部要素をシール部の形状にそれぞれ変形さ
せ、固化させたパイプ素材を型から外し、不要部切除工
程において、型抜きしたパイプ素材から、パイプ本体と
このパイプ本体の内周面，外周面，端面の少なくとも一
つに重合して形成されたシール部を残して不要部を切除
するとシール構造を備えたパイプが製造される。

（実施例） 以下、図示の実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。はじめに、第５図乃至第８図に基づいて本発明にか
かるシール構造を備えたパイプの構造を説明する。

第５図において、パイプ50は、硬質合成樹脂からなる
ハード材料で形成されたパイプ本体51と、その端部外周
面に重合して輪状に形成されたシール部52とからなって
いる。シール部52は、弾性を有する軟質合成樹脂からな
るソフト材料で形成されている。パイプ本体51とシール
部52とは、ブロー成形により一体に形成されるのである
がその製造方法については後述する。

ハード材料としては、ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリアミドを基材とし、これにガラス充填材を含ま
せても良い。ソフト材料は、ハード材料と相溶性の良い
合成樹脂例えば上記基材にエラストマを混合したものが
選択される。良好な組合せとなる具体的な材料名を例示
すると、第一表のようなものを挙げることができる。

なお、表中の「ナイロン」は商品名である。

シール部52には、膨出させられたリップ部52aが形成
されている。このパイプ52は、その端部を被接合物とし
ての接続口53に挿通されて連結される。リップ部52aの
外径は、接続口53の内径よりも大径に形成されていて、
連結されたとき弾性変形して、接合面53aに密接し、パ
イプ50と接続口53とをシールする。このとき、連結され
た部分はハード材料からなるパイプ本体51がその剛性を
確保し、その外周のソフト材料からなるシール部がシー
ル性を確保する。

第６図において、パイプ60は、ハード材料で形成され
たパイプ本体61と、その端部内周面に重合して輪状に一
体成形されたシール部62とからなっている。シール部62
はソフト材料で形成されていて、接続口63の外径より小
さい内径を有する内向きのリップ部62aが形成されてい
る。このパイプ60を接続口63に嵌挿すると、弾性変形し
たリップ部62aが接合面63aに密接してシール性を確保
し、ハード材料からなるパイプ本体61がその剛性を確保
する。

第７図において、パイプ70は、ハード材料で形成され
たパイプ本体71と、その端部外周面に重合して輪状に一
体成形されたシール部72とからなっている。パイプ本体
71には、その外周面に抜け止め用のリング状の突部71a
が形成されている。シール部72はソフト材料で形成され
ていて、外向きのリップ部72aを有している。一方、接
続口73の端部は、二重筒状になっていて、アウタ73cと
インナ73dとで、パイプ70の端部が嵌挿される接合面と
しての環状空間73aを形成している。アウタ73cには、突
部71aが係合する環状の係合凹部73bが形成されている。
リップ部72aを設けられているパイプ端部は、環状空間7
3aの半径方向の幅よりも大きい厚さに形成されている。
そして、パイプ70を接続口73に挿嵌して、弾性変形する
リップ部72aが環状空間73aに圧入されると、両者は水密
的に連結される。また、突部71aが係合凹部73bに係合す
ることにより、パイプ70は、接続口73からの抜脱を防止
される。なお、シール部72は、パイプ本体71の端部内周
面或いはパイプ端面に形成されてもよいこと勿論であ
る。また、突部71aと係合凹部73bの挿嵌方向における断
面形状は、図示のものに限定されるものではなく、パイ
プが比較的頻繁に抜き差しされる場合や嵌め殺しされる
場合等に応じて適宜の形状が選択されて良い。更に、突
部71aは、リング状に形成される必要は特になく、パイ
プ本体の外周面に断続的に形成された突起であっても良
い。第７図に示す抜け止め構造を有する例は、流通する
媒体がある程度の圧力を持っている場合に適してい。

第８図に示すパイプ80は、フランジ連結される構造で
あって、取付フランジ81aを有するハード材料からなる
パイプ本体81と、フランジ81aの端面に形成されたソフ
ト材料からなるシール部82とからなっている。フランジ
には、固定ねじ84を挿通する孔81bが形成されている。
被接合物83には、流路83aが形成されている。同図
（ａ）に示すように、フランジ81のシール部82を被接合
物の接合面83bに接合させてこれを固定すると、弾性変
形するシール部が接合面に密接してパイプ本体80と流路
83aとを水密的にシールして連結する。

次に、シール構造を備えたパイプの構造方法を説明す
る。

はじめに、第２図において、ハード材料，ソフト材料
及び空気を吐出するヘッドの構造を説明する。ヘッド１
は、第５図に示したパイプ50を成形する場合の構造であ
って、空気を吐出する空気吐出ポート1aと、この空気吐
出ポートの周りに形成されていてハード材料を円筒状に
垂下吐出するハード材料吐出ポート1bと、ハード材料吐
出ポートより大径の外周を有するソフト材料吐出ポート
1cとからなっている。空気吐出ポート1aは、図示されな
い送気機構に接続されていて、後述するハード材料吐出
工程時に空気を吐出する。ハード材料吐出ポート1bは、
図示されないハード材料押し機構に接続されていて、前
記したハード材料を円筒状にして連続的に吐出する。ソ
フト材料吐出ポート1cは、図示されないソフト材料押出
し機構に接続されていて、前記したソフト材料をハード
材料の外周面に向けて吐出する。ハード材料押出し機構
は、成形するパイプ本体の長さに応じてその吐出時間と
吐出量を制御され、ソフト材料押出し機構は、吐出され
るハード材料外周面の長手方向の所定位置に対して所定
量のソフト材料を吐出するようにその時間と量を制御さ
れる。

以下、製造方法を工程順に説明する。

「ハード材料吐出工程」 この工程は、第３図に示すように、空気吐出ポート1a
から空気を吐出しつつ、溶融させたハード材料（Ｈ）を
ハード材料吐出ポート1bから円筒状に押し出してパイプ
本体要素P1（第１図（ａ）参照）を形成する。ヘッド１
から押し出されたハード材料（Ｈ）は、未だ所望の完成
時のパイプＰ（第１図（ｅ）参照）形状を呈していない
ため、この状態のハード材料（Ｈ）をパイプ本体要素P1
と呼称することにする。この工程において、ソフト材料
吐出ポート1cは閉鎖されている。

「ソフト材料吐出工程」 この工程は、第４図に示すように、溶融させたソフト
材料（SA）をソフト材料吐出ポート1cから押し出して、
円筒状に押し出されつつあるパイプ本体要素P1の周面に
輪状に付着させて、シール部要素S1を形成する。輪状に
付着したソフト材料（SA）は、未だシール部Ｓ（第１図
（ｅ）参照）の形状を成していないので、シール部要素
S1と呼称することとする。ソフト材料（SA）の吐出量
は、完成後のパイプ形状を勘案して制御させる。第４図
には、パイプ本体の一端のシール部要素S1を構成するソ
フト材料吐出の状態を示しているが、パイプ本体要素P1
の他端にもシール部要素S1（第１図（ａ）参照）は形成
される。すなわち、シール部要素S1は、円筒状に吐出さ
れるパイプ本体要素P1の外周面の長手方向所定位置に輪
状に形成される。シール部要素S1を形成された状態のパ
イプ本体要素P1を「パイプ素材P2」と呼ぶこととする。

「注入工程」 この工程は、第１図（ａ）に示すように、パイプ素材
P2を第１の型２に注入するものである。第１の型２は、
完成後のパイプ外形の一部をなす型形状を有し、その両
端部には、シール部Ｓのリップ部（第５図の符号52a参
照）を形作るための溝部2a,2aが形成されている。パイ
プ素材P2を第１の型２に注入するには、第１の型２を固
定しておいてヘッド１を矢印ａ方向に移動させるか、ヘ
ッド１を固定しておいて第１の型２を矢印ａと逆方向に
移動させるか或いは両者を互いに逆方向に移動させる。
この場合、パイプ素材P2は、そのシール部要素S1,S1が
型の溝部2a,2a上に位置するように注入されることが肝
要である。パイプ素材P2が型２に注入載置されるとき、
空気吐出ポート1aの空気吐出動作は継続させられてい
る。

「型締め工程」 この工程は、第１図（ｂ）に示すように、所定長さの
パイプ素材P2が第１の型２に注入されたのち、完成後の
パイプ外形の残りの型形状を有する第２の型３を第１の
型２に重合させるものである。第２の型３にも、シール
部Ｓのリップ部（第５図の符号52a参照）を形作るため
の溝部3a,3aが形成されている。型締めされたとき、パ
イプ素材P2の一端P2aは閉塞されるが、他端P2bは、ブロ
ーのために閉塞されないようになっている。パイプ素材
P2は、次のブロー工程が完了するまでは、これを構成し
ている材料が固化しないように配慮されている。

「ブロー工程」 この工程は、型締めされたパイプ素材P2内部に空気を
吹き込んで、パイプ素材P2を型形状に倣うまで膨満させ
るものである。なお、第１・第２の型に空気抜きや保温
・冷却の手段が講じられていること勿論である。このブ
ロー工程において、パイプ本体要素P1は、完成後の形状
に変形させられ、シール部要素S1,S1も溝部2a,3aに押し
付けられることによって所定の形状に変形させられる。

「型抜き工程」 ブロー工程が終了して固化されたパイプ素材P2は、第
１図（ｄ）に示すように、型から取り外される。このと
き、パイプ素材P2のパイプ本体要素P1には、不要部P3,P
4が未だ付属しているが、シール部要素S1は、その外形
が完成品と同じ形状になっているため、第１図（ｄ）で
はシール部Ｓの符号を付してある。

「不要部切除工程」 この工程は、第１図（ｄ）に示すパイプ素材P2の両端
をカットラインl1,l1で切ることによって、不要部P3,P4
を切除するものである。この工程が完了すると、第１図
（ｅ）に示すように、ハード材料からなるパイプ本体Ｐ
と、その両端外周面に輪状に形成されたソフト材料から
なるシール部Ｓを有するパイプの完成品が得られたこと
になる。

なお、第１図（ｅ）に示すシール部を備えたパイプ
は、説明の都合上、シール部Ｓとしてパイプ本体の外周
面に形成された単純な断面形状のものを挙げたが、ヘッ
ド１の構成と型の選択によって第６図及び第７図に示す
ような様々な形状が成形可能なことは、ブロー成形の技
術分野において良く知られているところである。また、
パイプ本体Ｐについても、図示の直管に限らず、曲管や
分岐管が成形可能なこと勿論である。

第８図に示すフランジ付パイプ80の場合、シール部82
は、フランジ81aの一方の面に位置するように、パイプ
本体51の内周面に比較的広い範囲に亘ってソフト材料か
らなるシール部要素を形成したのち、第１図（ｄ）に示
すカットラインl2,l2で不要部を切除することによって
形成される。

また、パイプ本体の一端にリップ部からなるシール部
を形成し、他端にシール部を有するフランジが形成され
たパイプであってもよい。

（効 果） 以上のように、本発明のシール構造を備えたパイプの
製造方法によれば、パイプ本体と一体にシール部を形成
するので、締め付けバンド無しで連結ができることによ
り接続作業の能率が向上すると共にバンド設置のための
スペースが不要になるためレイアウトの自由度が拡がる
パイプを、簡単に且つ安価に得ることができる。また、
フランジを有するためシール用のガスケットを必要とし
ないパイプをも、簡単に且つ安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を注入工程から完成品のパイ
プを得るまでの工程を示す概略工程図、第２図はヘッド
の構造の一例を示す縦断端面図、第３図はハード材料吐
出工程を示す縦断面図、第４図はソフト材料吐出工程を
示す縦断面図、第５図乃至第８図は本発明にかかるパイ
プのそれぞれ異なる例を示す断面図である。 １……ヘッド、２……第１の型、３……第２の型、50,6
0,70,80……パイプ、51,61,71,81……パイプ本体、52,6
2,72,82,S……シール部、53,63,73,83……被接合物、53
a,63a,73a,83b……接合面、（Ｈ）……ハード材料、（S
A）……ソフト材料、P1……パイプ本体要素、P2……パ
イプ素材、S1……シール部要素。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融させた硬質合成樹脂からなるハード材
   料をヘッドから円筒状に押し出して、パイプ本体要素を
   形成するハード材料吐出工程と、 弾性を有する軟質合成樹脂からなるソフト材料を上記ヘ
   ッドから押し出して、上記ハード材料の長手方向所定位
   置の内周面又は外周面に輪状のシール部要素を形成する
   ソフト材料吐出工程と、 完成後のパイプ外径の一部の型形状を有する第１の型と
   上記ヘッドを相対的に移動させることによって、上記ヘ
   ッドから吐出されるハード材料とソフト材料とからなる
   パイプ素材を上記第１の型に注入する注入工程と、 完成後のパイプ外形の残部の型形状を有する第２の型を
   上記第１の型に重合させて、第１の型に注入された上記
   パイプ素材を型締めする型締め工程と、 型締めされた上記パイプ素材に気体を吹き込んで該パイ
   プ素材を型形状に倣って膨満させることによって、パイ
   プ本体要素をパイプ本体の形状に、シール部要素をシー
   ル部の形状にそれぞれ変形させるブロー工程と、 このブロー工程後に固化ささたパイプ素材を型から外す
   型抜き工程と、 型抜きしたパイプ素材から、パイプ本体と、このパイプ
   本体の内周面，外周面，端面の少なくとも一つに重合し
   て形成されたシール部を残して不要部を切除する不要部
   切除工程 とからなるシール構造を備えたパイプの製造方法。