JP5885943B2

JP5885943B2 - コルゲートチューブおよびその製造方法

Info

Publication number: JP5885943B2
Application number: JP2011129824A
Authority: JP
Inventors: 益成六軒; 嘉浩沢平
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: JP2012255511A

Description

本発明は、可撓性を備えた可撓部と剛性を備えた剛性部とを備えるコルゲートチューブおよびその製造方法に関する。

フィラーパイプやワイヤハーネスの保護カバー等として樹脂製のコルゲートチューブが用いられている。これらのチューブは、機器等の配置に合わせ配管する必要がある。配管アレンジメントには、直線部と湾曲部が存在するため、チューブには可撓性が必要な部分と剛性が必要な部分が存在する。このようなことから、管路軌道に沿ったプロテクタをチューブに被せる構成（特許文献１）や、コルゲートチューブにストレート部を設け、成形速度を調整してストレート部と蛇腹部の肉厚を調整する構成（特許文献２）が知られている。

特開２００１−０９７０５４号公報特開２００７−０４６７７２号公報

しかし、プロテクタでコルゲートチューブを覆う構成では、プロテクタが別途必要になるとともに、プロテクタ装着のため手間も増大する。また、コルゲートチューブの成形速度を調整して肉厚を調整する構成では、肉厚部で成形速度を遅くする必要があるため生産性に問題が発生する。

本発明は、生産性を落とすことなく可撓部と剛性部とを備えたコルゲートチューブを得ることを課題としている。

本発明のコルゲートチューブは、連続する第１の蛇腹高さを有し可撓性を備える可撓部と、連続する第２の蛇腹高さを有し剛性を備える剛性部とを備え、第２の蛇腹高さが第１の蛇腹高さよりも低く、可撓部および剛性部の蛇腹の山の肉厚が実質的に等しいことを特徴としている。

コルゲートチューブの取り付け効率を向上するには、剛性部の外径が可撓部の外径に等しいことが好ましい。例えば第２の蛇腹高さは、第１の蛇腹高さの８０％以下である。また、第２の蛇腹高さは、第１の蛇腹高さの７５％であることがより好ましい。

本発明のコルゲートチューブ製造方法は、チューブ原料を単位時間当たり一定の供給量でコルゲートユニットに供給し、コルゲートユニットが一定の速度でコルゲートチューブを成形し、コルゲートユニットにおけるコルゲートチューブ成形過程において第１の蛇腹高さを有し可撓性を備える可撓部と、第２の蛇腹高さを有し剛性を備える剛性部とが形成されることを特徴としている。

本発明によれば、生産性を落とすことなく可撓部と剛性部とを備えたコルゲートチューブを得ることができる。

本実施形態のコルゲートチューブの側断面図である。本実施形態のコルゲートチューブを形成するためのコルゲート管製造装置の構成図である。谷外径の大きさの違いによるキンク発生時の曲げ半径の変化と、谷外径の大きさの違いによる一定の曲げ半径における山内径部の軸応力の変化をシミュレートした結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるコルゲートチューブの中心軸に沿った断面図であり、図にはコルゲートチューブの一部が示される。

本実施形態においてコルゲートチューブ１０は、相対的に可撓性に富む可撓部１１と、相対的に剛性に富む剛性部１２とから構成される。図１では、コルゲートチューブ１０の可撓部１１と剛性部１２の接続部周辺のみが示される。可撓部１１および剛性部１２は、ともにそれぞれ連続する蛇腹構造を有し、本実施形態では、両部位の山部の外径（山外径）Ｄは等しい。一方、可撓部１１および剛性部１２の谷部の外径（谷外径）φ１、φ２は、可撓部１１の谷外径φ１の方が剛性部１２の谷外径φ２よりも小さい（φ１＜φ２）。可撓部１１の湾曲に対し、剛性部１２が十分な剛性を発揮するには、剛性部１２の蛇腹高さｈ２＝（Ｄ−φ２）／２は、可撓部１１の蛇腹高さｈ１＝（Ｄ−φ１）／２の８０％以下であり、より好ましくは７５％以下、また更に好ましくは７５％である。また、高いキンク強度を維持するには、蛇腹高さｈ２をｈ１の１０％以上、より好ましくは３５％以上、更には６０％以上とすることが好ましい。

図２は、本実施形態のコルゲートチューブ１０を製造するためのコルゲート管製造装置２０の構成図である。

コルゲート管製造装置２０は、加熱して柔らかくなったチューブ原料を管状に成形して押出機２１からコルゲートユニット２２へと連続的に供給する。コルゲートユニット２２では、周知のように蛇腹形状を形成する一対の金型が複数連続して無限軌道状に搬送される。本実施形態のコルゲートユニット２２では、可撓部１１の蛇腹形状を成形する金型Ａと、剛性部１２の蛇腹形状を成形する金型Ｂが所定の順序で配列される。

押出機２１から供給される管状のチューブ原料は、搬送される金型Ａ、Ｂ内に送り込まれ、各金型に設けられたバキューム機構（図示せず）により、金型Ａ、Ｂの内側面に密着される。これにより、可撓部１１、剛性部１２の蛇腹形状を備えたコルゲートチューブＣＴが賦形され、コルゲートユニット２２の下流側から送出される。

本実施形態において、押出機２１からコルゲートユニット２２へ供給されるチューブ原料の単位時間当たりの供給量は一定とされ、コルゲートユニット２２における金型の搬送速度も一定に維持される。このとき可撓部１１、剛性部１２における蛇腹の山の肉厚は略同じ厚さとなる。

図３は、谷外径の大きさの違いによるキンク発生時の曲げ半径の変化と、谷外径の大きさの違いによる一定の曲げ半径における山内径部の軸応力の変化をシミュレートした結果を示すグラフである。

シミュレーションでは、蛇腹の山の肉厚（略０．３ｍｍ）、ピッチ（２．０９ｍｍ）、山外径（７．８ｍｍ）を一定とし、谷外径（蛇腹高さ）を５．３０ｍｍ（１．２５ｍｍ）、５．５３ｍｍ（１．１３５ｍｍ）、５．７５ｍｍ（１．０２５ｍｍ）、６．１９ｍｍ（０．８０５ｍｍ）としたときのキンク時曲げ半径（Ｐ１〜Ｐ４）をシミュレーションにより求めた。また、同谷外径を有するコルゲートチューブを１３．９ｍｍの半径で曲げたときの山内径部における軸方向応力（Ｑ１〜Ｑ４）を求めた。

図３に示されるように、谷外径が大きくなるにしたがってキンク時曲げ半径は増大する。すなわち、蛇腹高さが小さくなるにしたがってキンク曲げ半径が増大する。一方、Ｐ１では、キンク時曲げ半径が７．０ｍｍよりも小さく、山外径が７．８ｍｍであることからＰ１の蛇腹高さでは、キンクは発生しないことが分かる。

また、Ｐ４のキンク時曲げ半径は、１３．９ｍｍであり、各谷外径を有するコルゲートチューブをこの曲げ半径まで曲げたときの山内径部の軸方向応力（Ｑ１〜Ｑ４）は、谷外径が大きくなるほど大きくなる。すなわち、蛇腹高さが小さくなるほどコルゲートチューブの曲げ抵抗が大きくなることが分かる。

以上のように本実施形態によれば、蛇腹高さを調整することでコルゲートチューブに可撓部と剛性部を形成することができる。このときチューブ原料の供給量および製造速度を一定に維持しながらも剛性部における山の外径部の肉厚を可撓部と略同じに厚さに維持できるので、剛性部のキンク強度を高めることができる。

また、本実施形態では上記効果を利用して可撓部と剛性部の外径を等しくすることができるので、コルゲートチューブを固定するためのファスナに同じ大きさのものを利用することができる。これにより、コルゲートチューブの取付け効率が向上される。例えば、コルゲートチューブの外径を一定に維持しながら剛性部をストレート部として形成する場合には、チューブ原料の供給量を増大させるか製造速度を低減しなければ、ストレート部における肉厚が薄くなりキンク強度が低下してしまうが、本実施形態ではこのような問題が発生することがない。

なお、コルゲートチューブの外径を一定とする必要がない場合には、剛性部の外径を可撓部よりも小さくするなど、その外径を異ならせることも可能である。

１０コルゲートチューブ
１１可撓部
１２剛性部
２０コルゲート管製造装置
２１押出機
２２コルゲートユニット
ＣＴコルゲートチューブ

Claims

湾曲部および直線部を備えるコルゲートチューブであって、
連続する一定の第１の蛇腹高さを有し、前記湾曲部に対応する可撓性を備える可撓部と、
連続する一定の第２の蛇腹高さを有し、前記直線部に対応する剛性を備える剛性部とを備え、
前記第２の蛇腹高さが前記第１の蛇腹高さよりも低く、前記可撓部および前記剛性部の蛇腹の山の肉厚が実質的に等しいとともに、前記剛性部の山外径が前記可撓部の山外径に等しく、前記剛性部の山ピッチが前記可撓部の山ピッチに等しく、
前記可撓部と前記剛性部の軸方向単位長さ当たりの質量が等しい
ことを特徴とするコルゲートチューブ。
前記第２の蛇腹高さが前記第１の蛇腹高さの８０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のコルゲートチューブ。
前記第２の蛇腹高さが前記第１の蛇腹高さの７５％であることを特徴とする請求項１に記載のコルゲートチューブ。
湾曲部および直線部を備えるコルゲートチューブの製造方法であって、
チューブ原料を単位時間当たり一定の供給量でコルゲートユニットに供給し、
前記コルゲートユニットが一定の速度で前記コルゲートチューブを成形し、
前記コルゲートユニットにおけるコルゲートチューブ成形過程において一定の第１の蛇腹高さを有し前記湾曲部に対応する可撓性を備える可撓部と、一定の第２の蛇腹高さを有し前記直線部に対応する剛性を備える剛性部とが形成され、
前記第２の蛇腹高さが前記第１の蛇腹高さよりも低く、前記可撓部および前記剛性部の蛇腹の山の肉厚が実質的に等しいとともに、前記剛性部の山外径が前記可撓部の山外径に等しく、前記剛性部の山ピッチが前記可撓部の山ピッチに等しい
ことを特徴とするコルゲートチューブ製造方法。