JP3705953B2 - 蛇腹状プロテクタ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属又は樹脂の本体チューブに被せられて本体チューブを外部の衝撃等から保護するための蛇腹状プロテクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車の給油口と燃料タンクとを連結する金属のフィラーチューブ(フィラーホース)は、後輪タイヤの近くを通って配設されているため、走行中に道路の石が跳ね上げられて当たることが多く、表面に傷がついて錆びて孔が開いたりする虞れがあった。このため、フィラーチューブの表面には、粉体塗装等によってポリエチレン等の樹脂層が厚く塗布されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリエチレン等の樹脂を粉体塗装するには、大掛かりな設備と手間がかかり、製品コストが高くなる原因となっていた。また、粉体塗装は、手軽にやり直すことができないため、使用中に石等が当たって傷がついても塗装部分を簡単に修復することができなかった。
【0004】
したがって、本発明の目的は、例えば自動車のフィラーチューブのような本体チューブに被せることによって本体チューブを保護することができ、製造コストが安く、使用中に大きな損傷を受けた場合には簡単に交換することができる蛇腹状プロテクタを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第1は、軸方向に沿った縦割りのスリットを有するチューブ形状をなし、曲がった形状の本体チューブの外周に被せられて外部衝撃等から該本体チューブを保護するために用いられるプロテクタにおいて、内側がポリオレフィン系樹脂層をなし、外側が熱可塑性エラストマー層をなすように、ポリオレフィン系樹脂層と熱可塑性エラストマー層とを積層し、蛇腹状のチューブ形状に成形したものからなることを特徴とする蛇腹状プロテクタを提供するものである。
【0006】
上記第1の発明によれば、プロテクタが蛇腹状のチューブ形状をなすことにより、本体チューブの複雑な曲がりに追従して装着することができ、かつ、例えば石等がぶつかったときの外部衝撃に対する緩衝性を向上させることができる。また、ポリオレフィン系樹脂層によって、外部衝撃に対する強度(耐損傷性)を付与し、熱可塑性エラストマー層によって、外部衝撃に対する緩衝性と低温時における脆化抑制作用を付与することができる。
【0007】
また、本発明の第2は、前記第1の発明において、前記ポリオレフィン系樹脂層が、ポリプロピレンと、ポリエチレンと、エチレンプロピレンラバーとのブロック共重合体からなり、アイゾット衝撃強度が5.0(23℃)以上、曲げ弾性率が8,000kg/cm2 (23℃)以上である蛇腹状プロテクタを提供するものである。
【0008】
上記第2の発明によれば、プロテクタの強度をより向上させることができ、外部衝撃に対する孔開き等の損傷をより効果的に防止することができる。
【0009】
また、本発明の第3は、前記第1又は第2の発明において、前記熱可塑性エラストマー層が、オレフィン系樹脂をハードセグメントとし、オレフィン系ゴムをソフトセグメントとするオレフィン系熱可塑性エラストマーからなり、脆化温度が−30℃以下、硬度(ショアD)が60以下である蛇腹状プロテクタを提供するものである。
【0010】
上記第3の発明によれば、外部衝撃に対する緩衝性や、低温時における脆化抑制効果をより高めることができる。
【0011】
更に、本発明の第4は、前記ポリオレフィン系樹脂層の厚さが0.2〜0.5mmとされており、前記熱可塑性エラストマー層の厚さが0.05〜0.3mmとされており、全体の厚さが0.3〜0.6mmとされている蛇腹状プロテクタを提供するものである。
【0012】
上記第4の発明によれば、外側の層を特定厚さの緩衝性の高い熱可塑性エラストマー層とすることにより、内側のポリオレフィン層や本体チューブに外部衝撃が直接伝わるのを効果的に防止し、内側の層を特定厚さの強度の高いポリオレフィン層にすることにより、強い衝撃が局部的に加わっても、本体チューブが損傷するのを防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1〜4には、本発明による蛇腹状プロテクタの一実施形態が示されている。図1は自動車のフィラーチューブに装着した状態の斜視図、図2はスリット側から見た側面図、図3は端面図、図4は蛇腹状壁部の部分断面図である。
【0014】
図1において、11は自動車の給油口、12は金属管からなるフィラーチューブであり、フィラーチューブ12は、一端12aを給油口11に連結され、他端12bを図示しない燃料タンクに連結される。13は、フィラーチューブ12を自動車のボディに固定する支持板である。
【0015】
20は、本発明に係る蛇腹状プロテクタであり、上記フィラーチューブ12の複雑に曲がった形状に追従して、フィラーチューブ12の外周を覆うように装着されている。蛇腹状プロテクタ20は、図2,3に示すように、軸方向に沿って形成された縦割りのスリットSを有しており、このスリットSに指を入れて開きながら、フィラーチューブ12の外周に被せるようになっている。
【0016】
また、図1の14、15は、プロテクタ20を縮径させてフィラ−チューブ12外周に密接させるためのクリップである。一方のクリップ14は、内径の異なる2つの円弧状の締め付け部14a、14bを有しており、大小2連のフィラ−チューブ12に被せられた直径の異なる2つのプロテクタ20の外周に装着されるようになっている。また、他方のクリップ15は、大きな方のフィラーチューブ12に被せられたプロテクタ20に装着されるように、1つの円弧状の締め付け部を有している。いずれのクリップ14,15も、先端部がY字状に開いてプロテクタ20を内側に挿入しやすくなっている。
【0017】
この場合、図3(a)に示すようにプロテクタ20の内径をDPiとし、フィラ−チューブ12の外径をDToとすると、DPi>DToとなるように蛇腹状チューブを一旦形成した後、この蛇腹状チューブの一部を軸方向に切除することにより、スリットSを形成することが好ましい。更に、このときのスリット幅Wは、下記数1で示される値となるように設定することが好ましい。
【0018】
【数1】
W=(DPi−DTo)×π
【0019】
この結果、プロテクタ20のスリットSの部分に指を入れて開きながら、フィラーチューブ12の外周にプロテクタ20を容易に装着することができる。ただし、プロテクタ20の内周とフィラーチューブ12の外周との間に隙間が形成された状態となるので、このままではプロテクタ20が外れやすい。
【0020】
そこで、図3(b)に示すように、クリップ15でプロテクタ20を締め付けてプロテクタ20をフィラーチューブ12に密接させることが好ましい。このため、クリップ15としては、その自由状態内径がプロテクタ20の蛇腹凹部の外径よりも小さく、プロテクタ20の外周に装着したとき、DPi<DToとする作用を有するものが用いられる。
【0021】
こうしてプロテクタ20をフィラーチューブ12の外周に密接させると、上記数1の結果として、プロテクタ20の内周長(π×DPi−W)と、フィラーチューブ12の外周長(π×DTo)とが略一致するので、フィラーチューブ12の外周をプロテクタ20で略完全に覆うことができる。
【0022】
また、スリットSの幅wは、プロテクタ20の直径φの5〜25%で、最低1mm以上であることが好ましい。スリット幅wが、上記よりも狭いと、指が入りにくく、かつ、フィラーチューブ12に被せにくくなり、上記よりも広いと、内径をフィラーチューブ12外周に適合するように形成したとき、フィラーチューブ12外周の露出部分が大きくなり、十分な保護効果が得られなくなる。
【0023】
また、蛇腹状プロテクタ20の内径は、フィラーチューブ12の外径にほぼ等しいか、それよりもやや小さくすることによって、フィラーチューブ12の外周に弾性的に密着させることも可能である。
【0024】
蛇腹状プロテクタ20の周壁は、外側から見て環状の凸部21と凹部22とが軸方向に交互に繰り返す形状をなし、その断面は図4に示すように波型に屈曲した形状をなす。この場合、蛇腹のピッチpは3〜10mm程度が好ましく、高さhは2〜5mm程度が好ましい。これによって、蛇腹プロテクタ20の衝撃に対する緩衝性を高め、フィラーチューブのような複雑な形状をなす本体チューブへの追従性を高めることができる。
【0025】
更に、蛇腹状プロテクタ20の周壁は、ポリオレフィン系樹脂層23と、熱可塑性エラストマー層24とを積層して構成されている。この実施形態では、ポリオレフィン系樹脂層23が内側をなし、熱可塑性エラストマー層24が外側をなしているが、上記2層に加えて、上記層と異なる、あるいは同じ材質の更にもう一つ以上の層を加えた3層以上の積層構造をなしていてもよい。
【0026】
ポリオレフィン系樹脂層23の厚さt1 は0.2〜0.5mmが好ましい。上記厚さt1 が0.2mmよりも薄いと、外部衝撃に対する強度が不足すると共に、本体チューブへの把持力が十分に得られなくなる。また、上記厚さt1 が0.5mmよりも厚いと、スリットSの部分で開きにくくなり、本体チューブへの組付け性が低下する。
【0027】
また、熱可塑性エラストマー層24の厚さt2 は0.05〜0.3mmが好ましい。上記厚さt2 が0.05mmよりも薄いと、特に低温時における外部衝撃に対する強度が不足し、上記厚さt2 が0.3mmよりも厚いと、本体チューブへの組付け性が低下する。
【0028】
更に、全体の厚さt1 +t2 は0.3〜0.6mmが好ましい。全体の厚さが0.3mmよりも薄いと十分な強度が得られず、0.6mmよりも厚いと、本体チューブへの組付け性が低下する。
【0029】
ポリオレフィン系樹脂層23としては、ポリプロピレンを主鎖とするホモポリマー又はコポリマーが好ましく、特にポリプロピレンと、ポリエチレンと、エチレンプロピレンラバーとのブロック共重合体からなるものが好ましい。また、ASTM−D226(kg・cm/cm)又はJIS−K6758(kg・cm/cm2 )に従って測定したアイゾット衝撃強度が5.0(23℃)以上であることが好ましく、7.0(23℃)以上であることがより好ましい。更に、ASTM−D790又はJIS−K6758に従って測定した曲げ弾性率が8,000kg/cm2 (23℃)以上であることが好ましく、9,000〜14,000kg/cm2 (23℃)であることがより好ましい。このようなポリプロピレン系樹脂としては、例えば「グランドポリプロB246」(商品名、株式会社グランドポリマー製)などが挙げられる。
【0030】
熱可塑性エラストマー層24としては、スチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、アミド系、エステル系等の各種の熱可塑性エラストマーを使用できるが、特にオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましく、オレフィン系樹脂をハードセグメントとし、オレフィン系ゴムをソフトセグメントとするオレフィン系熱可塑性エラストマーが最も好ましい。また、ASTM−D746又はJIS−K6301に従って測定した脆化温度が−30℃以下であることが好ましい。更に、ASTM−D2240に従って測定した硬度(ショアD)が60以下であることが好ましく、45以下であることがより好ましい。このような熱可塑性エラストマーとしては、例えば「サントプレーン」(商品名、エーイーエス・ジャパン株式会社製)、「住友TPE」(商品名、住友化学工業株式会社製)、「ミラストマー」(商品名、三井石油化学株式会社製)、「オレフレックス」(商品名、日本ポリオレフィン株式会社製)などが挙げられる。
【0031】
本発明の蛇腹状プロテクタは、自動車のフィラーチューブ12に限らず、金属あるいは樹脂からなる各種のチューブ、ホースなどの保護カバーとして用いることができるが、例えば自動車用部品のように、石等が当たって強い衝撃を受けたり、高温や低温などの環境変化の大きな場所に用いられるチューブ、ホースの保護に特に効果的である。
【0032】
【実施例】
試験例1
1重巻き溶接鋼管(外径25.4mm)を本体チューブとし、各種の材質からなる図2,3に示すような形状の蛇腹状プロテクタ(外径34mm)を用いて、20℃及び−30℃におけるチッピング試験を行った。
【0033】
蛇腹状プロテクタとしては、下記のものを用いた。
▲1▼ポリエチレン(商品名「ハイゼックス5202B」、三井石油化学株式会社製)の単層品で厚さ0.6mmのもの
▲2▼ポリエチレン(商品名「ハイゼックス5202B」、三井石油化学株式会社製)の単層品で厚さ0.8mmのもの
▲3▼ポリプロピレン(商品名「グランドポリプロB246」、株式会社グランドポリマー製)の単層品で厚さ0.6mmのもの
▲4▼ポリプロピレン(商品名「グランドポリプロB246」、株式会社グランドポリマー製)の単層品で厚さ0.8mmのもの
【0034】
チッピング試験は、図5に示すように、1重巻き溶接鋼管30の外周に、試験に供する蛇腹状ブロテクタ31を被せ、ショット材(6号砕石)32を500g用い、490KPa(5.0kgf/cm2 )の圧力の空気Aで吹き付ける操作を行った後、プロテクタ31の傷や割れ、及び鋼管30についた傷の確認を行うことによって行った。なお、プロテクタ31のスリット側にショット材32が当たらないように、プロテクタ31を鋼管30に取付けた。ショット材32の飛距離Bは、350mmとした。また、試験は5回繰り返して行い、5回の結果から総合評価した。
【0035】
試験後、溶接鋼管30の傷の有無を観察した結果を表1に示す。表1中のOKは傷なし、NGは傷ありを意味する。また、プロテクタ31の割れや穴の有無を観察した結果を表2に示す。表2中のOKは傷のみ、NGは割れや穴があったことを意味する。
【0036】
【表1】
Figure 0003705953
【0037】
【表2】
Figure 0003705953
【0038】
表1,2に示すように、ポリプロプレンの単層品では、−30℃のような低温下において割れが発生しやすく、ポリエチレンの単層品では、0.6mmの厚さでは強度が不足して穴が発生しやすいことがわかる。また、0.8mmの厚さのプロテクタは、いずれの場合も溶接鋼管30に対する組付け性が悪かった。
【0039】
試験例2
蛇腹状プロテクタとして下記のものを用い、試験例1と同様なチッピング試験を行った。
▲1▼内層が0.35mm厚さのポリプロピレン(商品名「グランドポリプロB246」、株式会社グランドポリマー製)で、外層が0.15mm厚さのオレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名「サントプレーン103−40」、エーイーエス・ジャパン株式会社製)の多層チューブからなるもの
▲2▼内層が0.45mm厚さのポリプロピレン(商品名「グランドポリプロB246」、株式会社グランドポリマー製)で、外層が0.15mm厚さのオレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名「サントプレーン103−40」、エーイーエス・ジャパン株式会社製)の多層チューブからなるもの
▲3▼0.50mm厚さのオレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名「サントプレーン103−40」、エーイーエス・ジャパン株式会社製)の単層チューブからなるもの
【0040】
試験後、溶接鋼管30の傷の有無を観察すると共に、プロテクタ31の割れや穴の有無を観察した。この結果を表3に示す。表3中の○は実用上の支障なし、×は実用上の支障ありを意味する。
【0041】
【表3】
Figure 0003705953
【0042】
表3に示すように、ポリプロピレンとオレフィン系熱可塑性エラストマーとを積層した多層チューブ▲1▼、▲2▼は、20℃の常温及び−30℃の低温で実用上支障のない緩衝性と強度を保つのに対して、オレフィン系熱可塑性エラストマーのみからなる単層チューブ▲3▼は、20℃の常温における強度が不足し、鋼管を十分に保護できないことがわかる。
【0043】
なお、全体の厚さが0.5mmの多層チューブ▲1▼は、鋼管への組付け性が良好であったが、全体の厚さが0.6mmの多層チューブ▲2▼は、鋼管への組付け性がやや悪く、全体の厚さが0.5mmのオレフィン系熱可塑性エラストマーのみからなる単層チューブ▲3▼は、鋼管に組付けた際の剛性が不足し、鋼管に対する密着性が劣っていた。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プロテクタが蛇腹状のチューブ形状をなすことにより、本体チューブの複雑な曲がりに追従して装着することができ、かつ、外部衝撃に対する緩衝性も向上する。また、ポリオレフィン系樹脂層と、熱可塑性エラストマー層との多層チューブからなるので、ポリオレフィン系樹脂層が外部衝撃に対する強度(耐損傷性)を付与し、熱可塑性エラストマー層が外部衝撃に対する緩衝性と低温時における脆化抑制作用を付与し、常温下だけでなく低温下においても実用上支障のない強度と緩衝性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による蛇腹状プロテクタを自動車のフィラーチューブに装着した状態の斜視図
【図2】 同蛇腹状プロテクタのスリット側から見た側面図
【図3】 同蛇腹状プロテクタの端面図
【図4】 同蛇腹状プロテクタの蛇腹状壁部の部分断面図
【図5】 蛇腹状プロテクタの性能を評価するためのチッピング試験方法を示す説明図
【符号の説明】
12 フィラーチューブ
20 蛇腹状プロテクタ
21 環状の凸部
22 環状の凹部
23 ポリオレフィン系樹脂層
24 熱可塑性エラストマー層

Claims (4)

  1. 軸方向に沿った縦割りのスリットを有するチューブ形状をなし、曲がった形状の本体チューブの外周に被せられて外部衝撃等から該本体チューブを保護するために用いられるプロテクタにおいて、内側がポリオレフィン系樹脂層をなし、外側が熱可塑性エラストマー層をなすように、ポリオレフィン系樹脂層と熱可塑性エラストマー層とを積層し、蛇腹状のチューブ形状に成形したものからなることを特徴とする蛇腹状プロテクタ。
  2. 前記ポリオレフィン系樹脂層が、ポリプロピレンと、ポリエチレンと、エチレンプロピレンラバーとのブロック共重合体からなり、アイゾット衝撃強度が5.0(23℃)以上、曲げ弾性率が8.000kg/cm2 (23℃)以上である請求項1記載の蛇腹状プロテクタ。
  3. 前記熱可塑性エラストマー層が、オレフィン系樹脂をハードセグメントとし、オレフィン系ゴムをソフトセグメントとするオレフィン系熱可塑性エラストマーからなり、脆化温度が−30℃以下、硬度(ショアD)が60以下である請求項1又は2記載の蛇腹状プロテクタ。
  4. 前記ポリオレフィン系樹脂層の厚さが0.2〜0.5mmとされており、前記熱可塑性エラストマー層の厚さが0.05〜0.3mmとされており、全体の厚さが0.3〜0.6mmとされている請求項1〜3のいずれか1つに記載の蛇腹状プロテクタ。
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