JP4084421B2 - 一体的外被波形パイプとその製造のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、一体的外被波形パイプ（ひだ付きジャケットパイプ、波形ジャケットパイプ）とその製造のための方法に関する。一般的なタイプの外被波形パイプは、なによりも先ず、自動車・飛行機・モーターボートなどの生産業での電線の保護に供される。
（米国特許第４５１３７８７号明細書に対応する）ＥＰ ０１１４２１３ Ａは、側方縦スリットを有し、この縦スリットに沿って当該スリットの２つの縁を取り外し可能に連結するロック乃至スナップイン閉じ機構を備えたプラスチック材料の外被波形パイプを教示する。この外被波形パイプは技術的には問題なく製造可能であるが；閉じられた外被波形パイプが、即ち、そのスナップイン閉じ機構が閉じられ、パイプの軸線に対し垂直な優先的な曲げ方向を有し、その結果、曲げた時に開いてしまうことが欠点である。
縦にスリットのある外被波形パイプがＥＰ ０２９１４１８ Ａから公知であり、これはその縦スリットの近くに放射状に突き出るウエブを備え、当該ウエブの上にロックスリーブが押される。これは一体的外被波形パイプでなく、２部分からなるパイプ、所謂ツーピースパイプとして取り付けることが困難である。パイプの軸線に対し直角に、パイプが置かれる際に欠点である優先的な曲げ角度を有する。
縦スリットを有する一体的外被波形パイプはＷＯ ９４／１１６６３から公知である。上記スリットの近傍で波形区分が上記スリットの一方の側にロック突起を備える。当該突起に波形区分でのロック凹所が縦スリットの他方の側で割り当てられる（付設される）。そのような外被波形パイプの製造はかなり複雑で、押出し成形後にロック部分が機械的に動かされなければならないので益々複雑化する。
各々先細りする波形区分を有する２つのパイプ区分からなるツーピース型外被波形パイプがＥＰ ０２６８８６９ Ｂ１から公知である。これら２つのパイプ区分を取り付けることは困難である。組立後、先細りした波形区分が先細りしない波形区分内に位置する。製造と取付は複雑であるが、上記したスリットのある波形パイプの欠点はそれ故に回避することが可能である。
本発明の目的は、簡単な構造の一体的外被波形パイプを具現化する及び容易に実行可能な方法を明細に記すことである。
一体的外被波形パイプにおいて、この目的は請求項１の特徴的構成によって達成される。２つの部分的な波形区分は互いに半径方向で重なり合い噛み合う。これは例えば切断面の分割部の近傍で適当な相互連結を生じる。これは確実なはねかけ保護のために備えられる。
請求項２に係る展開は、外被波形パイプが優先的な曲げ方向を有しないか無視できる程度にのみ有することを保証することに役立つ。請求項３に係る更なる展開は、重ね合わされた部分的な波形区分が周辺方向に引き離すことができないことを保証する。そのような相互連結は周囲方向にもまた有効である。この相互連結はまたパイプが曲げられるとはたらき、パイプの曲げの間、噛み合った部分的な波形区分が周囲方向に引き離されることが排除される。請求項４に係る更なる展開は、波形パイプが外面上、突起も鋭いエッジも有しないことを保証する。
本発明の基礎をなす目的は、方法において請求項６の特徴的構成によって達成される。請求項７は部分的な波形区分が減少した壁厚を有するのを保証するのに適する。
本発明の更なる利点と特徴は、図面に関連した本発明の例示的な実施形態の以下の記載から明らかとなろう。ここで、
図１は中間製品を構成する波形パイプの側方長手方向図である；
図２は図１の断面線II-IIに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図３は図２の断面線III-IIIに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図４は図２の断面線IV-IVに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図５は図２の断面線Ｖ-Ｖに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図６は図２の断面線VI-VIに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図７は仕上られた取付状態での波形パイプの側方縦図である；
図８は図７の断面線VIII-VIIIに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図９は図８の断面線IX-IXに対応する波形パイプを通る横断面図である；
図１０は図１〜９に係る波形パイプの製造のための設備の図である；
図１１は図１０の断面線XI-XIに対応する押し出し成形機の押出ダイを通る断面図である；
図１２は図１０の断面線XII-XIIに対応する引き渡し機構を通る断面図である；
図１３は図１０の断面線XIII-XIIIに対応する二次形成装置を通る断面図である。
図１〜６に示された波形パイプ１は公知の熱可塑性プラスチック、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド等からなっている。これは縦中央軸線２を有し、これと同心に波形パイプ１は、図２に示されるように周囲のほぼ４分の３にわたって延在する波形区分３を備える。これら波形区分３は、軸線２に同心に延在する壁厚ａの実質的に円筒状の内側パイプ区分４と、同じく軸線２に同心の壁厚ｄの実質的に円筒状の外側パイプ部分５とを備えてなる。内側パイプ区分４は、壁厚ｂの側面（フランク部）６，７を介して隣接する外側パイプ部分５と連結している。外側パイプ部分５につながった側面６，７は、軸線２から半径方向外の方に見てお互いの方へ僅かに傾き、その結果、凹所８が外側パイプ部分５と当該部分に相接する側面６，７の間に形成される。当該凹所８は（軸線２から見て）内側パイプ区分４に対し半径方向外方に離れたところにあり、横断面においてほぼ図３で見てパイプ部分５の方に延在する台形形状を有する。図２の上下及び左側に示された波形パイプ１のこのデザインは公知であり一般的に実施されている。
図１、２及び４から明らかになるように、波形パイプ１はその周囲の約４分の１にわたって波形区分３’を備えてなり、これは同様に、内側パイプ区分４に連続し当該区分を周囲にわたって閉じる内側パイプ区分４’、外側パイプ部分５に連続し当該区分を周囲にわたって閉じる外側パイプ部分５’、及び内側パイプ区分４’を外側パイプ部分５’につなぐ側面６’，７’を有している。波形区分３’に形成された凹所８’の横断面は波形区分３’の周囲延長をこえて変化する。
波形区分３’は図１と図２の右下側に示された開始部９を有し、これは波形区分３の一端に対応する。波形区分３’は更に図１の上端と図２での右上に示された端部１０を有し、これは波形区分３の他端に対応する。開始部９で、波形区分３の外側パイプ部分５は、図１、２及び５から明らかになるように、波形区分３’の外側パイプ部分５’にしっかりと続いている。これとは対照的に、内側パイプ区分４’は、当該内側パイプ区分４’の壁厚ａ’だけ軸線２に対し半径方向外方に内側パイプ区分４に対してずれている。波形区分３’の側面６’，７’は軸方向において相接する波形区分３の側面６，７に対して変位し、しかも、軸線２の方向にほぼ側面６’，７’の壁厚ｂ’だけ変位し、その結果、開始部９で、夫々の凹所８’の平均軸方向伸び量ｃ’は壁厚ｂ’の約２倍だけ凹所８の平均軸方向伸び量ｃを上回る。内側パイプ区分４’は移行区分１１を経て内側パイプ区分４に移り；側面６’，７’は移行区分１２，１３を経てそれぞれ側面６，７に移る。
図２と６に示されるように、波形区分３’の端部１０で、その内側パイプ区分４’は相接する波形区分３の相接する内側パイプ区分４に連続して移る。これとは対照的に、外側パイプ部分５’は、相接するパイプ部分５に対し半径方向内側に、即ち、ほぼ当該外側パイプ部分５’の壁厚ｄ’だけ引っ込んでいる。それで外側パイプ部分５の内径は、同じく外側パイプ部分５の内径に対応する寸法ｅから、端部１０でｅ’≒ｅ−ｄ’が当てはまる寸法ｅ’に減少する。相応じて、（先の記述から明らかになるように）内側パイプ区分４’の内径は、内側パイプ区分４の内径に対応する端部１０での寸法ｆから、ｆ’≒ｆ＋ａ’が当てはまる開始部９での寸法ｆ’に増加する。端部１０で、外側パイプ部分５’は外方に延在する移行区分１４を経て相接する外側パイプ部分５に移る。更に側面６’，７’は移行区分１５，１６を経て側面６，７に移る。移行区分１１で、波形区分３’は、波形区分３の軸方向伸び量ｃを上回りｇ≒ｃ＋２ｂ’が当てはまる内側軸方向伸び量ｇを有する。相応じて、ｈ≒ｃ−２ｂ’が波形区分３の内側軸方向伸び量ｈとそれ故に移行区分１４での部分的波形区分３”’に当てはまり、言い換えれば伸び量ｈはｃよりも小さい。平均軸方向伸び量ｃ’はｇ＋ｈの平均値である。
波形パイプ１が図２の断面線IV-IVと同時に同一空間を占め同じく軸線２を通って延びる切断面１７において波形区分３’の端部１０と開始部９の間の途中で片側だけ裁断される場合、２つの部分的な波形区分３”，３”’が波形区分３’から形成される。一方の部分的波形区分３”は開始部９から切断面１７に延在し、部分的波形区分３”’は切断面１７から端部１０に延在する。相応じて、部分的波形区分３”は部分的内側パイプ区分４”、部分的外側パイプ区分５”及び部分的側面６”，７”を備えて構成される。部分的波形区分３”’は相応じて部分的内側パイプ区分４”’、部分的外側パイプ区分５”’及び部分的側面６”’，７”’を備えて構成される。切断面１７を通って切断された波形パイプ１が（図７〜９に示されるように）共に曲げられる場合、部分的な外側波形区分３”は波形区分３’の明細に述べられたデザインの理由で、部分的内側パイプ区分４”，４”’、部分的外側パイプ区分５”，５”’及び部分的側面６”，６”’，７”，７”’がそれぞれ図９に示されるように互いに係止するように、部分的な内側波形区分３”’を収容する。更に部分的な内側パイプ区分４”’は移行区分１１で重大な不整なしで相接する内側パイプ区分４に移るように延在する。相応じて部分的な外側パイプ部分５”は移行区分１４で部分的パイプ部分５の方への重大な半径方向不整を呈しない。この波形パイプ１”はそれぞれ内側パイプ区分４と部分的内側パイプ区分４”’の内径ｉと、それぞれ外側パイプ部分５と部分的外側パイプ区分５”の内径ｊを有し、それらは各々内径ｆ又はｆ’とｅ又はｅ’よりも小さい。これは、部分的波形区分３”と３”’の近傍で波形パイプ１”を形成するために波形パイプ１が一緒になって押されるという事実から結果として生じる。
波形パイプ１を製造し次いで波形パイプ１”を製造することは図１０に概略的に描かれるように装置設備でなされる。そのような装置設備は押し出し成形機１８を備えて構成される。そのパイプ押出ヘッド１９から、熱可塑性プラスチックのチューブ２０が押し出し成形される。
図１１に示されるように、パイプ押出ヘッド１９は軸線２に一致する軸線を備えたダイ（型）２１と当該ダイ２１内に同心に配設された心棒２２とを備えて構成され、上記型２１と心棒２２の間にダイギャップ２３が形成され、そこで上記チューブ２０が成形される。
滑動乃至堰止め桁２４がダイ２１に配設可能で、当該桁はそこに形成されるべきエリア２５のためにダイギャップ２３に押し込まれ得る。上記エリアのラジアル伸び量ｋは軸線２に対し半径方向に他のエリアでのダイギャップ２３のラジアル伸び量ｌよりも小さい。このエリア２５においてダイギャップ２３他のエリアにおけるよりも狭く、その結果、このエリアで押出ヘッド１９から押し出し成形されたチューブ２０は、他のエリアでのものより劣った壁厚を有する。滑動乃至堰止め桁２４はネジ２６を用いてダイ２１に固定される。その軸線２からの半径方向間隔とそれ故にダイギャップ２３のエリア２５での幅が調整ネジ２７を用いて設定される。基本的に、滑動・堰止め桁２４を用いる代わりに、狭まったエリア２５はまた、ダイ２１の心棒２２に対する非対称的な配置を通して得られうる。
成形機械２８の下流で、チューブ２０は所謂真空処理又は所謂吹き込み形成又は組み合わされた真空処理と吹き込み形成法によって波形パイプ１に形作られる。一般的タイプの成形機械２８は（英国特許第９７１０２１号に対応する）ドイツ特許第１２０３９４０号及び１２１１７８９号から一般に公知である。生得的に既に安定している波形パイプ１が成形機械２８を出る。押出ダイ２１のエリア２５において成形されたチューブ２０の部分は、波形区分３’を備えてなる波形パイプ１のエリアに形作られる。
この波形パイプ１は更に下流側の冷却浴室２９において、当該波形パイプ１に向けられた適当な冷却剤３０を用いて大まかにのみ描かれたノズル３１によって冷却される。これは空気や水であってもよい。このタイプの冷却浴室２９は公知であり一般的に実践されている。
ベルト乃至キャタピラー搬送機構３２が冷却浴室２９の下流に配設されており、これを用いて波形パイプ１が製造方向３３に搬送される。このタイプのベルト乃至キャタピラー搬送機構３２もまた公知であり一般に実践されている。この搬送機構３２はまた切断装置を備えている。
当該切断装置は実質的に、切断面１７において波形パイプ１を縦に細長く切り開くナイフ３４からなっている。ベルト・キャタピラー搬送機構３２は他の点では公知であり一般に実践されているので、搬送ベルト３５のみが概略的に示される。
製造方向３３において、搬送機構３２に二次形成装置３６が続いており、ここにヒーター３７が備えられ、これを用いて波形パイプ１が熱的二次形成に適した温度に加熱される。二次形成装置３６に、波形パイプ１の縦中央軸線２に対し直角に延びる軸線４０，４１を有したシェーピングロール３８，３９が備えられる。更に、それらロールは夫々軸線４０，４１に向かって内側にアーチ形に曲がった凹状表面４２，４３を有する。これら凹状表面によって、切断面１７に細長く切り開かれた波形パイプ１は、実質的に波形区分３が共に押圧されて部分的な波形区分３”，３”’が上記したように互いに及び合うことで図１，２，１２に示されたオリジナル形状から図７，８の波形パイプ１”に形作られる。そして波形パイプ１”は通例のコイリィング装置４４で巻き上げられる。
図７，８に示されたように完成した波形パイプ１”は、一部が図８に描かれた電線４５等のための外被波形パイプとして供される。そのような波形パイプ１に挿入されるべきプラグ型コネクタを含む電線４５はアセンブリボード上で予め適切な位置に置かれる。全ての電線４５が予め適切な位置に置かれる場合、夫々の波形パイプ１”は、適当な取付補助を用いて部分的な波形区分３”，３”’の近傍で軸線２に対しほぼ半径方向に開かれ、電線４５からなるストランドをこえて滑らされる。そして波形パイプ１”は再び弾性的な復元力のために閉じられる。上記電線４５は波形パイプ１”内ではねかかる水から保護される。部分的な波形区分３”，３”’の近傍で壁厚ａ’，ｂ’，ｃ’が減っているために、波形パイプ１”は全くないか、せいぜいごく僅かな優先的な曲げ方向を有するにすぎない。更に図８の描写にしたがう内側パイプ区分４へ同じ高さで移る部分的な内側パイプ区分４”’は波形パイプ１”の内壁での鋭いエッジを避けるのに役に立つ。波形パイプ１”自体は一体的（ワンピース）である。良好な重畳と間隔の詰まった接触のために、スリットのある波形パイプのその後の、例えば超音波溶接が想像できる。このようにして耐久性のある固定が組立後にも、単なるスポット溶接を行うだけで、達成可能である。当然ながら前もって必要なのは使用されるプラスチック材料の溶接可能性である。

Claims (7)

1. 縦中央軸線（２）と、
   当該縦中央軸線（２）で相前後して配設され互いに連続しその周囲の半分以上にわたって延在する波形区分（３）と、
   当該波形区分（３）の互いの方に向いた２つの端部(９，１０)の各々に形成された夫々１つの波形部分区分（３”，３”’）とを備えてなる一体的外被波形パイプであって、上記波形区分（３）の各々が
   外側パイプ部分（５）と、
   内側パイプ区分（４）と、
   上記外側パイプ部分（５）を上記縦中央軸線（２）の方向で当該外側パイプ部分（５）に隣接した２つの内側パイプ区分（４）とつなげる側面（６，７）と
   を備えてなり、上記夫々１つの波形部分区分（３”，３”’）が
   外側部分パイプ部分（５”，５”’）と、
   内側部分パイプ区分（４”，４”’）と、
   上記外側部分パイプ部分（５”，５”’）を上記縦中央軸線（２）の方向で当該外側部分パイプ部分（５”，５”’）に隣接した２つの内側部分パイプ区分（４”，４”’）とつなげる側面（６”，６”’；７”，７”’）と
   を備えてなるような外被波形パイプにして、
   １つの波形区分（３）に付設された２つの波形部分区分（３”，３”’）が上記縦中央軸線（２）に対し半径方向で互いに重なって配設され互いに係合し、
   半径方向内方へ配設された波形部分区分（３”’）の内側部分パイプ区分（４”’）は、半径方向外側波形部分区分（３”）が波形区分（３）に移る移行部（１１）で、波形区分（３）の内側パイプ区分（４）に接触して、縦中央軸線（２）に対する半径方向位置が同じであり、半径方向外側波形部分区分（３”）の内側部分パイプ区分（４”）が、波形区分（３）への移行部（１１）で、内側パイプ区分（４）に対して半径方向外方へスキマがないようにずれている、
   外被波形パイプ。
2. 波形部分区分（３”，３”’）の壁厚（ａ’，ｂ’，ｄ’）が波形区分（３）の壁厚（ａ，ｂ，ｄ）よりも小さい、請求項１にしたがう外被波形パイプ。
3. 半径方向外方へ配設された波形部分区分（３”）が、波形区分（３）に移行するところで縦中央軸線（２）の方向にその最大伸び量（ｋ）を有し、半径方向内方へ配設された波形部分区分（３”’）が、波形区分（３）に移行するところで縦中央軸線（２）の方向にその最小伸び量（１）を有する、請求項１にしたがう外被波形パイプ。
4. 半径方向外方へ配設された波形部分区分（３”）の外側部分パイプ部分（５”）は、半径方向内側波形部分区分（３”’）が波形区分（３）に移る移行部（１４）で、波形区分（３）の外側パイプ部分（５）に接触して、縦中央軸線（２）に対する半径方向位置が同じであり、半径方向外側波形部分区分（３”）の外側部分パイプ部分（５”）が、波形区分（３）への移行部（１４）で、半径方向内方へスキマがないようにずれている、請求項１にしたがう外被波形パイプ。
5. 半径方向外側波形部分区分（３”）が、波形部分（３）に移行するところで、波形部分区分（３）のものよりも縦中央軸線（２）の方向での大きな内側伸び量（ｇ）を有し、半径方向内側波形部分区分（３”’）が、波形部分（３）に移行するところで、波形区分（３）のものよりも縦中央軸線（２）の方向での小さな内側伸び量（ｈ）を有する、請求項３にしたがう外被波形パイプ。
6. 請求項１から５にしたがう一体的外被波形パイプの製造のための方法であって、次の特徴：
   熱可塑性のチューブ（２０）が形成され、
   当該チューブ（２０）が、その周囲にわたって閉じられる波形パイプ（１）であって、且つ、波形区分（３’）を有する波形パイプ（１）に形作られ、
   当該波形パイプ（１）の当該波形区分（３’）が、縦中央軸線（２）に平行に切断面（１７）で切り離されることにより、波形部分区分（３”，３”’）が形成され、そして、
   ２つの波形部分区分（３”，３”’）が半径方向に互いに重なって置かれ互いに係合するように上記波形パイプ（１）が熱的に形作られること
   を備えてなる方法。
7. 波形部分区分（３”，３”’）の製造のために、上記チューブ（２０）がその周囲の一部で、前記波形区分（３）の前記壁厚（ａ，ｂ，ｄ）よりも減少した前記壁厚（ａ’，ｂ’，ｄ’）を有するように形成される、請求項６にしたがう方法。

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