JP5753472B2 - 燃料チューブ - Google Patents

Description

複数の層を径方向に積層してなるとともに最内層である第１層が導電性を有する樹脂で構成され且つ最外層が熱溶融性樹脂で構成されたチューブ本体と、該チューブ本体の端部が挿入されて摩擦溶接されるチューブ挿入溝を有するコネクタと、を備えた燃料チューブに関する技術分野に属する。

従来より、複数の層を径方向に積層して形成されるチューブ本体と、接続用のコネクタとをスピン溶接により接合してなる燃料チューブは知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃料チューブでは、最内層がフッ素系樹脂で構成され、最外層がコネクタに溶着し易い熱溶融性樹脂で構成されている。スピン溶接時には先ず、チューブ本体の一端部をコネクタに設けられた環状のチューブ挿入溝に挿入し、次いで、挿入したチューブ本体の一端部を、チューブ挿入溝の開口側から奥側に向かって押し込みながら、コネクタをその中心軸周りに回転させる。これにより、上記最内層及び最外層がそれぞれコネクタのチューブ挿入溝の内周側壁面及び外周側壁面に接触しながら摺動し、この結果、熱溶融性に優れた最外層のみがコネクタとの接触により摩擦熱で溶融して固化する。こうして、チューブ本体がコネクタに対して溶着される。

チューブ本体の最内層の内周面には導電性が付与されており、これにより、チューブ内を流れる燃料と最内層との摩擦により蓄積した電荷がスパークして燃料に引火するのを防止することができる。

この他にも、チューブの柔軟性（振動吸収性）を高めるために、チューブ本体の最外層に可塑剤を添加するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特願２００１−５６３８２５号公報 特開２００９−２９９７２１号公報

しかしながら、チューブ本体とコネクタとをスピン溶接により接合してなる上述の燃料チューブでは、スピン溶接時にチューブ本体の最内層が、コネクタからの反力を受けてチューブ挿入溝の内周側壁面から離間する向きに変形してしまう。このため、スピン溶接終了後における最内層とコネクタとの物理的な接触性が低下し、延いては、コネクタとチューブ本体とを含む燃料チューブ全体の電気抵抗値が高くなるという問題がある。

特に、最外層に可塑剤を添加した上述の特許文献２に示す燃料チューブでは、最外層が柔らかいために、スピン溶接時における最内層の変形を最外層によって抑制することができず、上述の電気抵抗値の増加の問題が特に顕著になる。したがって、燃料チューブの耐燃料引火性を向上させる観点から改良の余地がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の層を積層してなるチューブ本体とコネクタとをスピン溶接により接合してなる燃料チューブに対して、その構成に工夫を凝らすことで、チューブ本体の柔軟性を確保しながら、静電荷の蓄積に起因したスパークの発生を防止して、燃料チューブの耐燃料引火性を向上させようとすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、チューブ本体を少なくとも３つの層で形成するとともに、最内層に隣接してその外側に積層された第２層を、最外層を形成する樹脂よりも曲げ弾性率の高い樹脂で形成するようにした。

具体的には、請求項１の発明では、複数の層を径方向に積層してなるとともに最内層である第１層が導電性樹脂で構成され且つ最外層が熱溶融性樹脂で構成されたチューブ本体と、該チューブ本体の端部が挿入されて摩擦溶接されるチューブ挿入溝を有するコネクタと、を備えた燃料チューブを対象とする。

そして、上記チューブ本体は少なくとも３つの層を積層してなり、上記チューブ本体の第１層に隣接してその径方向外側に積層された第２層の摩擦溶接時における曲げ弾性率が、最外層の摩擦溶接時における曲げ弾性率よりも高いものとする。

これによれば、燃料チューブの柔軟性を確保しながら、チューブ１全体の電気抵抗値を低く抑えることができる。

すなわち、チューブ本体を最内層（第１層）と最外層（第２層）との２層で構成した従来のチューブでは、通常、チューブ（チューブ本体）の柔軟性を向上させるために第２層を形成する樹脂の曲げ弾性率を極力低く設定するようにしている。このため、スピン溶接時にチューブ本体をコネクタのチューブ挿入溝に押し込む際、チューブ本体の第１層が該挿入溝の内周側壁面からの反力により径方向外側（内周側壁面から離間する向き）に変形しようとするのを第２層により抑制することができず、この結果、スピン溶接後の第１層とコネクタとの物理的な接触性が低下し、チューブ本体とコネクタとの間の通電性（以下、燃料チューブの通電性という）が悪化するという問題がある。

これに対して、本発明では、チューブ本体を少なくとも３つの層で形成するとともに、第１層に隣接してその外側に積層された第２層を、最外層を形成する樹脂よりも曲げ弾性率の高い樹脂で形成するようにしたことで、最外層の曲げ弾性率を低減することなく、スピン溶接時に生じる第１層の変形を第２層によって確実に抑制することができる。よって、チューブの柔軟性を確保しながら、スピン溶接後における第１層とコネクタとの物理的な接触性を向上させて燃料チューブの通電性を改善することができる。

尚、本明細書おいて、「コネクタと第１層との物理的な接触性が高い」とは、第１層（導電層）とコネクタとの接触面積が大きいことを意味している。また、チューブ本体とコネクタとの溶接方法としては、スピン溶接に限らず、例えば振動溶接や超音波溶接等（いずれも摩擦溶接の一種）を採用することができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記チューブ本体の第２層に含まれる可塑剤の含有割合が最外層に含まれる可塑剤の含有割合よりも低いものとする。

これによれば、最外層よりも可塑剤の添加量が少ない高硬度の樹脂を第１に隣接してその外側に第２層として積層することにより、最外層の可塑剤添加量を低減することなく、スピン溶接時における第１層の径方向外側への変形を高硬度の第２層により確実に抑制することができる。よって、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。

請求項３の発明では、請求項１又は請求項２の発明において、上記チューブ本体の第２層を形成する樹脂の融点が最外層を形成する樹脂の融点よりも高いものとする。

これによれば、チューブ本体の第２層を形成する樹脂の融点を、最外層を形成する樹脂の融点よりも高く設定するようにしたことで、スピン溶接時に第２層が溶融するのを抑制してその硬度を高く維持することができる。よって、スピン溶接時における第１層の径方向外側への変形を第２層によって確実に抑制することができる。また、最外層を形成する樹脂の融点を高くしなくても第２層の融点を高くすればよいので、最外層を例えばＰＡ１２等の安価で融点の低いナイロン系樹脂で構成することができ、燃料チューブの低コスト化を図ることができる。

請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれか一つの発明において、上記チューブ本体の第２層を形成する樹脂の融点が２２５℃以上であり、最外層を形成する樹脂の融点が２００℃未満であるものとする。

これによれば、第２層を形成する樹脂の融点が、スピン溶接時（摩擦溶接時）におけるコネクタとチューブ本体との接触部の温度に相当する温度（例えば２００℃）よりも高く設定されているため、スピン溶接時における第２層の溶融を抑制してその硬度を高く維持することができる。よって、請求項３の発明と同様の作用効果を得ることができる。一方、最外層を形成する樹脂の融点は２００℃よりも低く設定されているため、スピン溶接により最外層をコネクタに確実に溶着させることができる。

請求項５の発明では、請求項１乃至４のいずれか一つの発明において、上記チューブ本体の第２層の厚みは、チューブ本体の厚みの２０％以上に設定されているものとする。

これによれば、第２層の厚みを十分に確保することで、第２層の径方向の曲げ剛性を向上させることができる。よって、スピン溶接時における第１層の径方向外側への変形を第２層によって確実に抑制することができる。

尚、本明細書において、「曲げ剛性」とは、層の厚み等も考慮に入れた、層の曲げ難さを意味している一方、「曲げ弾性率」は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０（又はＩＳＯ １７８）にて定められる所定形状のサンプル試験片について測定される値を意味していて層の厚みを考慮に入れたものではない。

請求項６の発明では、請求項１乃至５のいずれか一つの発明において、上記チューブ本体の第１層はフッ素系樹脂からなるものとする。

これによれば、第１層を形成する樹脂としてフッ素系樹脂を採用するようにしたことで、アルコール燃料等に対する耐燃料性（耐久性、耐腐食性等）を向上させることができる。さらに、フッ素系樹脂はガソリンが酸化されて生成するサワーガソリンに対する耐性にも優れているため、燃料チューブの耐サワーガソリン性を向上させることができる。

ここで、第１層を形成するフッ素樹脂は、ナイロン系樹脂等に比べてコネクタに対して摩擦溶着し難いという性質を有している。すなわち、第１層を融点の高いフッ素系樹脂で形成した場合、そのフッ素系樹脂の融点はスピン溶接時におけるコネクタとチューブ本体との接触部の温度よりも高いため、第１層がコネクタに対して溶着されることはない。また、第１層を融点の低いフッ素系樹脂（例えば、ダイキン工業社製 ネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ−５０００ＡＳ，融点１９５℃）で形成した場合も、スピン溶接時にコネクタ及び第１層の双方の官能基が化学反応を起こして分子結合できるだけの十分な熱溶融状態を得ることができないため、第１層がコネクタに対して溶着されることはない。このため、第１層をフッ素系樹脂で構成した燃料チューブでは、第１層がコネクタに対して摩擦溶着により化学的に結合されない。よって、コネクタと第１層との物理的な接触性を高めることが、燃料チューブの通電性を改善する上で特に重要となり、本発明は、このように第１層をコネクタに対して化学的に結合することができない燃料チューブに対して特に有用である。

請求項７の発明では、請求項１乃至６のいずれか一つの発明において、上記チューブ本体の最外層はＰＡ１１又はＰＡ１２からなるものとする。

これによれば、最外層を形成する樹脂として安価で加工性に優れたＰＡ１１又はＰＡ１２を採用するようにしたことで、燃料チューブの低コスト化を図ることができる。

請求項８の発明では、請求項１乃至７のいずれか一つの発明において、上記チューブ本体の内層は、ＰＡ６、ＰＡ６Ｔ、ＰＡ６６、及びＰＡ６１２のいずれかの樹脂からなるものとする。

この構成によれば、請求項１乃至７の発明と同様の作用効果を確実に得ることができる。

以上説明したように、本発明の燃料チューブによると、チューブ本体を少なくとも３つの層で形成するとともに、最内層に隣接してその外側に積層された第２層を、最外層を形成する樹脂よりも曲げ弾性率の高い樹脂で形成するようにしたことで、チューブ本体の柔軟性を確保しつつ、燃料チューブ全体の通電性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る燃料チューブのチューブ本体を示す、その軸心方向に垂直な断面図である。 チューブ本体とコネクタとの接続構造を示す、燃料チューブの軸心方向に沿った断面図である。 コネクタの側面図である。 コネクタのチューブ挿入溝の形状を拡大して示す、コネクタの軸心方向に沿った断面図である。 燃料チューブの電気抵抗値の測定方法を説明するための説明図である。 実施形態２を示す図２相当図である。

＜実施形態１＞
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る燃料チューブ１を示す。この燃料チューブ１は、例えば、自動車の燃料注入配管と燃料タンクとの連絡、或いはエンジンへ燃料を送る連絡配管に用いられるものである。この燃料チューブ１は、液体燃料に限らず気体燃料にも使用することができる。

上記燃料チューブ１は、図２に示すように、樹脂製のチューブ本体２と、チューブ本体２を配管等に接続するための（接続用の）コネクタ３とを有している。チューブ本体２とコネクタ３とは、スピン溶接（摩擦溶接の一種）により一体化されている。

チューブ本体２は、内径及び外径が一端側から他端側まで略一定である円管であって、少なくとも３つの層を径方向に積層して形成されている。図１及び図２に示す例では、チューブ本体２は、第１層としての最内層４と、該最内層４に隣接してその外側に積層される第２層としての内層５と、内層５の外側に積層される最外層６との３つの層で形成されている。これら３つの層４〜６のうち最内層４は後述するように導電性を有している。

上記コネクタ３は、チューブ本体２が挿入されてスピン溶接されるチューブ挿入溝１１を有している。本実施形態では、チューブ本体２は、詳細は後述するように、最外層６をチューブ挿入溝１１内の外周側壁面１３に溶着させることでコネクタ３に接合されている。

以下、チューブ本体２を構成する各層４〜６の詳細について説明する。

上記最内層４は、燃料が通過する燃料通路８を形成している。最内層４の内周面は燃料通路８内を流れる燃料と直接接触するため、両者の摩擦により蓄積した静電荷がスパークして燃料に引火する虞がある。したがって、これを防止するべく最内層４は導電性を有する樹脂で形成されている。

本実施形態では、最内層４は、樹脂に導電性フィラーを混練して形成されている。導電性フィラーとしては、例えば、金属、炭素等の導電性単体粉末、導電性単体繊維、酸化亜鉛等の導電性化合物の粉末、表面導電化処理粉末等が挙げられる。

上記導電性単体粉末、導電性単体繊維としては、例えば、銅、ニッケル等の金属粉末、鉄、ステンレス等の金属繊維、カーボンブラック、炭素繊維、特開平３−１７４０１８号公報等に記載の炭素フィブリル等が挙げられる。上記表面導電化処理粉末は、ガラスビーズ、酸化チタン等の非導電性粉末の表面に導電化処理を施して得られる粉末である。上記導電化処理の方法としては、例えば、金属スパッタリング、無電解メッキ等が挙げられる。上述した導電性フィラーの中でも、カーボンブラックが経済性及び静電荷蓄積防止の観点から特に好ましい。

上記最内層４に使用される樹脂は、直接燃料に接触するため、導電性に加えて燃料に対する耐性（耐燃料劣化性、耐燃料腐食性等）を有していることが好ましい。最内層４用の樹脂としては、例えば、耐アルコール燃料性及び耐サワーガソリン性に優れたフッ素系樹脂を採用することができる。フッ素系樹脂は、ＰＡ樹脂よりも耐燃料透過性に優れていて、耐燃料透過性の観点からも好ましい。

このフッ素系樹脂としては、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン／クロロトリフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン／テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン／ペンタフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン共重合体（ＴＨＶ）、フッ化ビニリデン／ペンタフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン／パーフルオロアルキルビニルエーテル／テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられ、少なくとも１種の含フッ素単量体から誘導される繰り返し単位を有する重合体であり、前記重合体を１種又は２種以上を用いても構わない。最内層４は必ずしもコネクタ３に溶着される必要はなく、少なくとも、最外層６がコネクタ３に溶着されていればよい。したがって、最内層４を構成する樹脂は、チューブ本体２とコネクタ３とを溶接させる温度条件よりも高融点の樹脂であってもよい。

内層５は、後述するようにスピン溶接時における最内層４の変形を抑制する観点から、最外層６よりも曲げ弾性率（２００℃）の高い樹脂で形成されている。ここで、「曲げ弾性率（２００℃）」は、温度２００℃における曲げ弾性率を意味しており、この温度２００℃は、スピン溶接時におけるチューブ本体２とコネクタ３との接触部の温度に相当する温度である。

また、内層５を形成する樹脂は、スピン溶接時における内層５の硬度を高く維持する観点から、最外層６を形成する樹脂よりも融点が高いことが好ましい。内層５用の樹脂としては、例えば、融点２００℃以上のナイロン系熱可塑性樹脂であることが好ましく、融点２２５℃以上のナイロン系熱可塑性樹脂であることがさらに好ましく、融点２４０℃以上のナイロン系熱可塑性樹脂であることがより一層好ましい。このナイロン系熱可塑性樹脂として、例えば、ポリアミド（ＰＡ）６、ポリアミド６６、ポリアミド９９、ポリアミド６１０、ポリアミド２６、ポリアミド４６、ポリアミド６９、ポリアミド６１１、ポリアミド６１２、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｉ、ポリアミド９１２、ポリアミドＴＭＨＴ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９Ｉ、ポリアミド９Ｎ、ポリアミド１０１０、ポリアミド１０１２、ポリアミド１０Ｔ、ポリアミド１０Ｎ、ポリアミド１１Ｔ、ポリアミド１１Ｉ、ポリアミド１１Ｎ、ポリアミド１２１２、ポリアミド１２Ｔ、ポリアミド１２Ｉ、ポリアミド１２Ｎ、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミドＰＡＣＭ１２、ポリアミドジメチルＰＡＣＭ１２等の脂肪族ポリアミドや芳香族ポリアミド等が挙げられ、少なくとも１種のポリアミドや、これらポリアミドの原料モノマーを数種用いた共重合体が挙げられる。これらは１種又は２種以上を用いることができる。チューブ本体２の耐熱性、機械的強度や、層間接着性の観点から、上記ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｎ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９Ｎ、ポリアミド１２Ｔ、ポリアミド１２Ｎが好ましい。

内層５用の樹脂は、コスト性、製造安定性、機械的特性、及び積層チューブの層間接着性等を考慮してナイロン系熱可塑性樹脂が好ましいが、チューブ１全体の電気抵抗値を低く抑える観点から、高曲げ弾性率の樹脂であり且つ得られる積層チューブの機械的性質が十分であれば非ナイロン系熱可塑性樹脂で形成してもよく、この場合、高融点の樹脂で形成することがより好ましい
また、内層５用の樹脂は、例えば、少なくとも１種のポリアミドと、少なくとも１種の非ポリアミド系樹脂の両樹脂をアロイした材料で形成してもよい。

また、内層５用の樹脂は、ナイロン系熱可塑性樹脂とその他樹脂とのポリマーアロイにより高強度化を図ったものであってもよい。

さらに、内層５用の樹脂は、可塑剤をできるだけ添加せずに硬度及び曲げ剛性を上げることが好ましい。この可塑剤の添加量は、例えば７ｗｔ％以下であることが好ましく、５ｗｔ％以下であることがより一層好ましい。

さらに、内層５用の樹脂にガラス繊維等のフィラーを添加し、強度及び硬度を向上させるようにしてもよい。

上記コネクタ３は、導電性を有する樹脂製の一体成型品であって、樹脂にガラス繊維（導電性フィラー）を例えば２３ｗｔ％の割合で混練して形成されている。コネクタ３に使用する樹脂は、最外層６との溶着性を確保するために、熱溶融性を有する脂肪族系熱可塑性樹脂であることが好ましく、例えば、ナイロン系の樹脂（例えば、ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ９９，ＰＡ６１０，ＰＡ６／６６，ＰＡ６／１２等）で形成することが好ましい。また、コネクタ３は、最外層６を構成する樹脂と同じ樹脂で形成することがより好ましい。

上記コネクタ３は、図２〜図４に示すように、燃料パイプ（不図示）を脱着自在な略Ｌ字状の所謂クイックコネクタであって、その内部には、チューブ本体２内に連通する燃料通路１６が形成されている。尚、コネクタ３は、Ｌ字状に限定されず、例えば、ストレート状のものや、パイプとチューブ１とを斜めに接続可能に構成したものであってもよい。

具体的には、コネクタ３は、チューブ本体２が挿入（嵌合）されてスピン溶接されるチューブ挿入部１０と、このチューブ挿入部１０から直角に延び、燃料パイプが取り付けられるパイプ取付部２１とを備えている。

チューブ挿入部１０は、軸心方向の一側に開口する有底円筒状のチューブ挿入溝１１（図４参照）を有している。チューブ挿入溝１１は、その軸心方向から見て円環状をなしている。チューブ挿入溝１１の開口側端部には、その外周を囲むように円環状のバリ収容部１４ａが形成されている。バリ収容部１４ａは、チューブ本体２側に開口する皿状の凹部であって、チューブ挿入溝１１に連続して形成されている。尚、このバリ収容部１４ａは必ずしも設ける必要はない。

チューブ挿入溝１１は、チューブ本体２側に開口する有底の円環状凹部であって、内周側壁面１２と外周側壁面１３とを有している。

チューブ挿入溝１１における内周側壁面１２と外周側壁面１３との間隔は、開口側から奥側に向かって徐々に小さくなるように形成されている。外周側壁面１３は、チューブ挿入溝１１の開口側から奥側（底側）に向かって縮径するテーパ面状に形成されている。一方、内周側壁面１２は、開口側から奥側に向かって拡径するテーパ面状に形成されている。外周側壁面１３のテーパ角は、内周側壁面１２のテーパ角よりも大きく設定されている。このことにより、チューブ挿入溝１１にチューブ本体２をスピン溶接する際、チューブ挿入溝１１の外周側壁面１３とチューブ本体２の最外層６の外周面とが確かに接触する。

以下、チューブ本体２とコネクタ３とをスピン溶接する手順について説明する。先ず、コネクタ３のチューブ挿入溝１１にチューブ本体２の端部を挿入して、チューブ本体２を、その奥側の端部が底壁面１５に当接する状態にセットする。そうして、チューブ本体２のセットが完了した後に、チューブ本体２をチューブ挿入溝１１の開口側から奥側に向かって押し込みながら、コネクタ３をその軸心回りに所定回転数（本実施形態では２０００ｒｐｍ）で回転させると、チューブ本体２とコネクタ３との接触面が摩擦熱で溶融し、溶融した接触面が固化することでチューブ本体２がコネクタ３に溶着される。ここで、本実施形態では、最外層６が熱溶融性樹脂で形成されているため、この最外層６がチューブ挿入溝１１の外周側壁面１３と接触することにより溶融して固化する。尚、このとき生じるバリの殆どは、挿入溝１１の外周側に位置するバリ収容部１４ａに排出される。一方、最内層４についてはコネクタ３に溶着される場合と溶着されない場合とがある。すなわち、最内層４がコネクタ３と同じ樹脂で形成される場合や、熱溶融によりコネクタ３に溶着可能な樹脂で形成される場合には、最内層４はチューブ挿入溝１１の内周側壁面１２との接触により溶融固化してコネクタ３に溶着されるが、最内層４として例えばフッ素系樹脂を採用した場合には、最内層４はチューブ挿入溝１１の内周側壁面１２と接触しても溶融しないためコネクタ３に溶着されることはない。

ところで、最内層４はその内部を流れる燃料との摩擦による静電荷の蓄積を抑制するために導電性樹脂で構成されるが、スピン溶接後の最内層４とコネクタ３（チューブ挿入溝１１の内周側壁面１２）との物理的な接触が十分でない場合、最内層４とコネクタ３との接触部における通電性が悪くなってチューブ本体２に静電荷が蓄積し易くなる。特に、最内層４がフッ素系樹脂等で構成されている場合には、最内層４がコネクタ３の内周側壁面１２に摩擦溶着により化学的に結合されないため、最内層４とコネクタ３との物理的な接触が十分でないと、チューブ本体２に静電荷が蓄積し易くなる。この蓄積した静電荷はスパークして燃料に引火する虞があるため、燃料チューブ１の耐燃料引火性を向上させる観点から改良の必要性が高い。

これに対して、発明者らは、鋭意研究の末、スピン溶接後における最内層４とコネクタ３（チューブ挿入溝１１の内周側壁面１２）との接触性の低下は、スピン溶接時における最内層４のコネクタ３からの反力による変形に起因するものと考えた。そして、この考えに基づいて、この最内層４の変形を抑制するべく、チューブ本体２を少なくとも３層で構成するとともに、最内層４に隣接してその外側に積層される内層５を、最外層６に比べて曲げ弾性率の高い樹脂で形成するようにした。

これにより、スピン溶接時にチューブ本体２をコネクタ３のチューブ挿入溝１１に押し込む際、チューブ本体２の最内層４が該挿入溝１１の内周側壁面１２からの反力により径方向外側（内周側壁面１２から離間する向き）に変形しようとするのを内層５により抑制することができる。この結果、スピン溶接後のコネクタ３と最内層４との物理的な接触性を向上させて、後述の試験結果に示すように、燃料チューブ１全体の電気抵抗値を低減することができる。また、最外層６を形成する樹脂の曲げ弾性率を高くせずに内層５の曲げ弾性率だけを高めればよいので、チューブ本体２の柔軟性が損なわれることもない。

また、上記実施形態では、上記チューブ本体２の内層５に含まれる可塑剤の含有割合が最外層６に含まれる可塑剤の含有割合よりも低く設定されている。

これによれば、最外層６よりも可塑剤の添加量が少ない高硬度の樹脂を最内層４の外側に積層することによって、最外層６の可塑剤添加量を低減することなく、スピン溶接時における最内層４の径方向外側への変形を高硬度の内層５により確実に抑制することができる。

また、上記実施形態では、チューブ本体２の内層５を形成する樹脂の融点が、最外層６を形成する樹脂の融点よりも高く設定されている。これにより、スピン溶接時における内層５の溶融を抑制してその硬度を高く維持することができる。この結果、スピン溶接時における最内層４の径方向外側への変形を内層５によって確実に抑制することができる。また、最外層６用の樹脂の融点を高くしなくても内層５用の樹脂の融点だけを高めればよいため、最外層６をＰＡ１２等の安価なナイロン系樹脂で構成することができ、チューブ１の低コスト化を図ることができる。

＜実施形態２＞
図６は、本発明の実施形態２に係る燃料チューブ１を示し、チューブ本体２の層数を上記実施形態２とは異ならせたものである。

すなわち、本実施形態では、チューブ本体２は、４つの層を積層して形成されていて、内層５と最外層６との他に間にさらに中間層７を有している。

最内層４、内層５及び最外層６の構成は、上記実施形態１と同様であるためここではその詳細な説明を省略する。

中間層７は、主に燃料チューブの周側面からの燃料漏れを防止するためのバリア層としての機能を有している。中間層７は、耐燃料透過性に優れた樹脂であればどのような樹脂で形成してもよく、例えば、上述のフッ素系樹脂や、上述のナイロン系樹脂から選択できるバリア性の高い樹脂、その他にエチレン／酢酸ビニル共重合体ケン化物（ＥＶＯＨ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリチオエーテルサルホン（ＰＴＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ）、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体（ＭＢＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル（ＰＥＭＡ）、ポリにビルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン／プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、エチレン／ブテン共重合体（ＥＢＲ）、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン／メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン／アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン／メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン／アクリル酸エチル（ＥＥＡ）等が挙げられ、これらは接着機能性官能基を有していても構わないし、１種又は２種以上が重合されていても構わない。さらに、チューブ本体２の耐熱性、機械的強度や、層間接着性の観点から、上述のフッ素系樹脂、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２等のバリア性の高い脂肪族ポリアミドや、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｎ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド９Ｎ、ポリアミド１２Ｔ、ポリアミド１２Ｎ等のバリア性の高い芳香族ポリアミドや、エチレン／酢酸ビニル共重合体ケン化物（ＥＶＯＨ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）がより好ましく、この中でもフッ素系樹脂がより一層好ましい。

上記実施形態２では、燃料チューブ１の耐燃料透過性を向上させつつ、上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

＜実施例及び比較例＞
次に、具体的に実施した実施例及びその比較例について説明する。表１は、実施例又は比較例で使用したチューブ材料（チューブ本体２を形成する材料）を示す。表１中の材料１〜１０が実施例に係るチューブ材料であり、材料１１〜１６が比較例に係る材料である。

（材料１）材料1は、チューブ本体２を３層構造として、最内層４を、少なくともテトラフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンのフッ素共重合体且つ/又は官能基変性からなる樹脂(以下、導電性樹脂Ｉという)で形成し、最内層４に隣接する内層５をＰＡ６６で形成し、最外層６を非導電性ＰＡ１２（例えば、ダイセル・エボニック社ＶＥＳＴＡＭＩＤグレード)で形成したものである。最内層４の厚みは０．０５ｍｍであり、内層５の厚みは同じく０．０５ｍｍであり、最外層６の厚みは０．９ｍｍである。最外層６には可塑剤が添加されており、その添加量は１２ｗｔ％である。

（材料２）材料２は、材料１と略同じ層構造を有しているが、内層５の厚みが０．１ｍｍに設定されている点で材料１とは異なっている。

（材料３）材料３は、材料１と略同じ層構造を有しているが、内層５の厚みが０．２ｍｍに設定されている点で材料１とは異なっている。

（材料４）材料４は、材料２と略同じ層構造を有しているが、内層５への可塑剤の添加量が５ｗｔ％である点で材料２とは異なっている。

（材料５）材料５は、材料２と略同じ層構造を有しているが、内層５を形成する樹脂にＰＡ６を使用した点で材料２とは異なっている。

（材料６）材料６は、材料２と略同じ層構造を有しているが、内層５を形成する樹脂にＰＡ６Ｔを使用した点で材料２とは異なっている。

（材料７）材料７は、材料２と略同じ層構造を有しているが、内層５と最外層６との間にＥＦＥＰ（例えば、ダイキン工業社グレード：ＲＰ５０００）からなる中間層（バリア層）７を配置した点で材料２とは異なっている。

（材料８）材料８は、材料５と略同じ層構造を有しているが、内層５と最外層６との間にＥＶＯＨからなる中間層（バリア層）７を配置した点で材料５とは異なっている。また、内層５と中間層７との間、及び、中間層７と最外層６との間には、それぞれ、各層間の接着強度が不足しないよう変性ＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマ）の接着層を０．０５ｍｍの厚みで設けるようにしている。

（材料９）材料９は、チューブ本体２を３層構造として、最内層４を導電性ＥＦＥＰで形成し、内層５をＰＡ６６で形成し、最外層６をＰＡ１２で形成したものである。材料９の最内層４の厚みは０．０５ｍｍであり、内層５の厚みは０．１ｍｍであり、最外層６の厚みは０．８５ｍｍである。

（材料１０）材料１０は、チューブ本体２を４層構造として、最内層４を導電性ＥＦＥＰで形成し、内層５をＰＡ６１２で形成し、最外層６をＰＡ１２で形成し、内層５と最外層６との間の中間層７をＥＦＥＰで形成したものである。

（材料１１）材料１１は、チューブ本体を２層構造として、最内層４を導電性樹脂Ｉで形成し、最外層６を非導電性ＰＡ１２で形成したものである。最内層４の厚みは０．０５ｍｍであり、最外層６の厚みは０．９５ｍｍである。最外層には、可塑剤が１２ｗｔ％の割合で添加されている。

（材料１２）材料１２は、材料１１と略同じ層構造を有しているが、最外層６を無可塑（可塑剤の添加無し）とした点で材料１１とは異なっている。

（材料１３）材料１３は、チューブ本体２を４層構造として、最内層４を導電性樹脂Ｉで形成し、内層５をＰＡ１２で形成し、中間層（バリア層）７をＥＦＥＰで形成し、最外層６を非導電性ＰＡ１２で形成したものである。最内層４の厚みは０．０５ｍｍであり、内層５の厚みは０．０５ｍｍであり、中間層（バリア層）７の厚みは、０．２ｍｍであり、最外層６の厚みは０．７ｍｍである。内層５及び最外層６にはそれぞれ、可塑剤が１２ｗｔ％ずつ添加されている。

（材料１４）材料１４は、チューブ本体２を４層構造として、最内層４を導電性樹脂Ｉで形成し、内層５をＰＡ１１で形成し、中間層（バリア層）７をＥＶＯＨで形成し、最外層６を非導電性ＰＡ１２で形成したものである。但し、内層５と中間層７との間、及び、中間層７と最外層６との間には、それぞれ、変性ＰＯ（オレフィン系熱可塑性エラストマ）の接着層を０．０５ｍｍの厚みで設けるようにしている。最内層４の厚みは０．１ｍｍであり、内層５の厚みは０．０５ｍｍであり、ＥＦＥＰの厚みは０．２ｍｍであり、最外層６の厚みは０．５ｍｍである。内層５及び最外層６にはそれぞれ、可塑剤が１２ｗｔ％ずつ添加されている。

（材料１５）材料１５は、材料１１と略同じ層構造を有しているが、最内層４を形成する樹脂に導電性ＥＦＥＰを使用した点で材料１１とは異なっている。

（材料１６）材料１６は、チューブ本体２を４層構造として、最内層４を導電性ＥＦＥＰで形成し、内層５をＰＡ１２で形成し、中間層（バリア層）７をＥＦＥＰで形成し、最外層６を非導電性ＰＡ１２で形成したものである。最内層４の厚みは０．０５ｍｍであり、内層５の厚みは０．１ｍｍであり、中間層（バリア層）７の厚みは０．２ｍｍであり、最外層６の厚みは０．６５ｍｍである。内層５及び最外層６にはそれぞれ、可塑剤が１２ｗｔ％ずつ添加されている。

（第２層の曲げ弾性率及び融点について）
次に、最内層４に隣接してその外側に積層される第２層の曲げ弾性率及び融点を、各材料１〜１６ごとにまとめたデータを表２に示す。材料１〜１０，１３，１４及び１６についての第２層は内層５であり、材料１１，１２，１５についての第２層は最外層６である。

ここで、「曲げ弾性率」は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０（又はＩＳＯ １７８）に準じた方法で温度２００℃における内層５の曲げ弾性率を測定した値である。具体的には、所定の試験サンプル樹脂に一定荷重を加えたときのその変位量を読み取ることで測定を行った。ここで、試験サンプル樹脂の温度を２００℃としたのは、スピン溶接時におけるコネクタ３とチューブ本体２との接触部の温度が約２００℃となるためである。

表２中の「−」は測定不能であることを示している。すなわち、ＰＡ１２については、温度２００℃おいては溶融状態にあるため、試験サンプルに所定荷重を加えてもその変位を読み取ることができず曲げ弾性率を測定できないことを意味している。すなわち、ＰＡ１２の摩擦溶接時の温度に相当する温度での曲げ弾性率は、上記測定方法により測定できないくらいに低いと言える。

（各燃料チューブの性能評価）
各燃料チューブ１の性能評価は、「電気抵抗測定値」及び「チューブの柔軟性」の観点から行った。表２及び表３にはそれぞれ、実施例及び比較例に係る燃料チューブ１の性能評価試験の結果を示す。

表中の電気抵抗測定値は、チューブ本体２とコネクタ３とを含む燃料チューブ１全体の電気抵抗値であって、試験用の燃料チューブ１の両コネクタ３間に２５０Ｖの電圧を印加した際に測定される電気抵抗値である。この試験用の燃料チューブ１は、内径６ｍｍ、外径８ｍｍ、チューブ長２００ｍｍである。電気抵抗値の測定には市販の抵抗測定器５０を使用した。この電気抵抗値が低いほど、コネクタ３とチューブ１との接続部における通電性が高く、最内層４と燃料との摩擦に起因した静電荷が蓄積し難いことを意味する。この電気抵抗測定値は、チューブ本体２の内径が６ｍｍ、外径が８ｍｍ、チューブ長が２００ｍｍの製品においては５×１０^７Ω以下であることが望ましく、２×１０^７Ω以下であることがより一層好ましい。

また、表中の「チューブの柔軟性」は、チューブ本体２の曲げ安さを、曲げ加工時の扁平（潰れ）の発生の有無等に基づいて、「○」、「△」、「×」の３段階で評価したものである。「○」は、柔軟性良好で且つ曲げ加工時に扁平（潰れ）もなく問題がないことを示し、「△」は、柔軟性にやや劣るとともに曲げ加工時に扁平が生じ易くやや加工し難いことを示し、「×」は、硬くて曲げ加工時の扁平が大きいことを示している。

これらの試験結果（表１〜表３参照）によれば、チューブ本体２を３層以上で構成するとともに、最内層４に隣接する内層５を形成する樹脂の曲げ弾性率を、最外層６を形成する樹脂の曲げ弾性率よりも高く設定することで、チューブ１の電気抵抗測定値を低減できることがわかる。

すなわち、例えば実施例に係る材料１，材料２について見ると、最内層４に隣接してその外側に積層される内層５の曲げ弾性率（＝３００ＭＰａ）が、最外層６を形成するＰＡ１２の曲げ弾性率（測定不能）に比べて高く設定されている。この結果、材料１，２を使用した場合のチューブ１の電気抵抗測定値は、内層５を有さない比較例に係る材料１１，１２に比べて１／３〜１／５に低減されている。これは、上述の如く、スピン溶接時に、高曲げ弾性率の内層５によって最内層４の径方向外側への変形を抑制することにより、スピン溶接後の最内層（導電層）４とコネクタ３との物理的な接触性が向上したためと考えられる。この曲げ弾性率は、１００ＭＰａ以上であれば、チューブ１の電気抵抗値が５×１０^７Ω以下となって好ましいと言える。

また、上記試験結果によれば、チューブ本体２の内層５を形成する樹脂の融点を、最外層６を形成する樹脂の融点よりも高く設定することで、チューブ１の電気抵抗測定値１を低減できることがわかる。

すなわち、例えば、実施例に係る材料１０を使用したチューブ１と比較例に係る材料１６を使用したチューブ１とを比較すると、材料１０を使用したチューブ１では、内層５を形成する樹脂の融点を最外層６を形成する樹脂の融点よりも高い２１０℃に設定したことで、材料１６と比較して、チューブ１の電気抵抗測定値が１／２に低減されていることがわかる。これは、上述したように、スピン溶接時における内層５の溶融を抑制してその硬度を高く維持することで、スピン溶接時の最内層４の径方向外側への変形を内層５によって確実に抑制できるためと考えられる。

また、上記試験結果によれば、内層５に添加される可塑剤の添加量を最外層６に添加される可塑剤の添加量よりも少なく設定することで、チューブ１の柔軟性を損なうことなくチューブ１の電気抵抗測定値を低減できることがわかる。

すなわち、例えば、内層５の可塑剤添加量を最外層６の可塑剤添加量よりも少なく設定した実施例の材料２、材料４を使用したチューブ１では、内層５の可塑剤添加量を最外層６の可塑剤添加量と同じにした材料１３，１４を使用した場合と比べて、「柔軟性」を損なうことなく電気抵抗測定値が略１／３に低減されている。これは上述の如く、可塑剤の添加量が少ない高硬度化された内層５によりスピン溶接時の最内層４の径方向外側への変形を抑制することで、スピン溶接後の最内層４とコネクタ３との物理的な接触性が向上したためと考えられる。

ここで、例えば比較例に係る材料１１，１２，１５を使用した２層構造のチューブ１において、最外層６を形成する樹脂を無可塑とすることで、最内層４に隣接する最外層６の高硬度化を図ってチューブ１の電気抵抗測定値を低減することもできる。しかし、このように最外層６の樹脂を高硬度化すると今度は、チューブ１の柔軟性が悪くなり、チューブ１の柔軟性（振動吸収性）が低下してしまう。これに対して、実施例に係る材料２，４を使用したチューブ１では、チューブ本体２を３層で構成するようにしたことで、最外層６の可塑剤添加量を十分に確保しながら、最内層４に隣接する内層５の可塑剤添加量を極力少なくしてその高硬度化を図ることができる。よって、燃料チューブ１の通電性の向上と柔軟性の確保との両立を図ることができる。上記試験結果によれば、この内層５の可塑剤の添加量は、例えば５ｗｔ％以下であればチューブ１の電気抵抗値が５×１０^７Ω以下となって好ましいと言える。

また、上記試験結果から、最内層４に隣接する内層５の肉厚を増加させるほど、チューブ１の電気抵抗測定値を低減できることがわかる。

すなわち、例えば実施例に係る材料１〜３について見ると、内層５の肉厚が０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍと大きくなるにしたがって、電気測定値も３×１０^７Ω、１×１０^７Ω、９×１０^６Ωと減少していることがわかる。これは、内層５の肉厚を増加させることでその径方向の曲げ剛性が向上し、この結果、スピン溶接時における最内層４の径方向外側への変形を内層５によって確実に抑制できるためと考えられる。上記試験結果によれば、この内層５の厚みはチューブ１全体の厚みの１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがさらに好ましいと言える。

＜他の実施形態＞
本発明の構成は、上記実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。

上記実施形態では、コネクタ３のチューブ挿入溝１１の内周側壁面１２及び外周側壁面１３は共にテーパ面状に形成されているが、これに限ったものではなく、例えば、内周側壁面１２を円筒面状（テーパ角がない形状）に形成するようにしてもよい。

上記実施例に係る材料１〜１０は一例であり、例えば最外層６を形成する樹脂としてＰＡ１１を使用するようにしてもよい。また、層数も３層及び４層に限らず、５層以上であってもよいことは言うまでもない。

また、上記実施例では、表２に示す曲げ弾性率の測定試験を、スピン溶接時におけるチューブ本体２とコネクタ３との接触部の温度に相当する温度（上記実施例では２００℃）で実施するようにしたが、これに限ったものではなく、例えば、２００℃よりも低い温度で測定試験を実施してその結果を基に温度２００℃における曲げ弾性率を推定するようにしてもよい。

また、上記実施形態及び実施例では、スピン溶接時におけるチューブ本体２とコネクタ３との接触部の温度が略２００℃となる例を示したが、これに限ったものではなく、この接触部の温度は、例えば２００℃未満であってもよいし、２００℃以上であってもよい。

また、上記実施形態及び実施例では、チューブ本体２とコネクタ３とをスピン溶接により接合するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、超音波溶接や振動溶接（いずれも摩擦溶接の一種）により接合するようにしてもよい。

また、上記実施例では、最内層４がフッ素系樹脂で形成された燃料チューブ１、つまり最内層４がコネクタ３に対して摩擦溶着されない燃料チューブ１の例を示したが、これに限ったものではなく、例えば、最内層４がコネクタ３に対して摩擦溶着可能に構成された燃料チューブ１であってもよい。

本発明は、複数の層を径方向に積層してなるとともに最内層である第１層が導電性を有する樹脂で構成され且つ最外層が熱溶融性樹脂で構成されたチューブ本体と、該チューブ本体の端部が挿入されて摩擦溶接されるチューブ挿入溝を有するコネクタと、を備えた燃料チューブに有用であり、特に、最外層に可塑剤を添加するようにした燃料チューブに有用である。

１ 燃料チューブ
２ チューブ本体
３ コネクタ
４ 最内層（第１層）
５ 内層(第２層）
６ 最外層
１１ チューブ挿入溝

Claims (8)

1. 複数の層を径方向に積層してなるとともに最内層である第１層が導電性を有する樹脂で構成され且つ最外層が熱溶融性樹脂で構成されたチューブ本体と、該チューブ本体の端部が挿入されて摩擦溶接されるチューブ挿入溝を有するコネクタと、を備えた燃料チューブであって、
   上記チューブ本体は少なくとも３つの層を積層してなり、
   上記チューブ本体の第１層に隣接してその径方向外側に積層された第２層の摩擦溶接時の温度に相当する温度での曲げ弾性率が、最外層の摩擦溶接時の温度に相当する温度での曲げ弾性率よりも高いことを特徴とする燃料チューブ。
2. 請求項１記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の第２層に含まれる可塑剤の含有割合が最外層に含まれる可塑剤の含有割合よりも低いことを特徴とする燃料チューブ。
3. 請求項１又は２記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の第２層を形成する樹脂の融点が最外層を形成する樹脂の融点よりも高いことを特徴とする燃料チューブ。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の第２層を形成する樹脂の融点が２２５℃以上であり、最外層を形成する樹脂の融点が２００℃未満であることを特徴とする燃料チューブ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の第２層の厚みは、チューブ本体の厚みの２０％以上に設定されていることを特徴とする燃料チューブ。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の第１層はフッ素系樹脂からなることを特徴とする燃料チューブ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の最外層はＰＡ１１又はＰＡ１２からなることを特徴とする燃料チューブ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の燃料チューブにおいて、
   上記チューブ本体の内層は、ＰＡ６、ＰＡ６Ｔ、ＰＡ６６、及びＰＡ６１２のいずれかの樹脂からなることを特徴とする燃料チューブ。

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