JPS63151426A - 熱可塑性樹脂製コイルチユ−ブおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、熱可塑性樹脂製コイルチューブの製造方法に
関するものである。さらに詳しくは、空気，窒素などの
気体や液体を流通させる配管に使用されるバネ特性の優
れた熱可塑性樹脂製コイルチューブの製造方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 産業用ロプッ｝１−主とする自動化，省力化機器の制御
用エアー配管にポリウレタンやナイロン等の熱可塑性樹
脂製チューブをス・母イラル状にコイル加工したコイル
チ，−プが使用さｎている。チ１−プにコイル加工を施
すことにより、配管がコンパクトになるだけでなく、機
器作動時の配管チューブの伸縮がスムーズに行わｎる九
め継手や機器にムダな力が加わらなくなる利点がある。

チューブのコイル加工は、金属製円筒状治具にチューブ
をスパイラル状に固定し、史にこれを空気，スチーム，
油により適当な温度で熱固定することにより行われる。

熱固定は、用いる樹脂のガラス転移温度以上で、融点あ
るいは流動開始温度を越えない温度範囲で行われる。こ
のコイルチューブは、使用時の伸縮性、即ちバネ特性の
高いことが非常に重要である。このコイルチューブのバ
ネ特性を高めるためには、従来、コイル加工時の熱固定
条件、即ち熱固定温度、熱固定時間、熱固定後の冷却条
件を選定するしか手段が表かつ次。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、この条件の設定作業がきわめて複雑であ
り、しかも、適当な熱固定条件でコイル加工が行わｎて
もバネ特性は十分とは言えず、その改良が強く要望さｎ
ていた。

本発明者らは、上記に鑑みバネ特性の優′ｎたコイルチ
ューブ及びその製造方法について鋭意研究した結果本発
明を完成するに至った。

［問題点を解決する九めの手段］ すなわち、本発明は外力が加わらない状態で巻ピッチが
実質的に１であり、且つ初期単位応力が定常状態の単位
応力より大きいことを特徴とする熱可塑性樹脂製コイル
チューブである。

更に本発明は熱可塑性樹脂製チューブを治具の周９にス
・！イラル状に巻き、熱固定を行つた後、ス・母イラル
を反転させることを特徴とする特許性の優ｎた熱可塑性
樹脂製コイルチューブの製造方法である。

なお、本発明において、単位応力とは一定の長さを持つ
コイルバネ（例えばｌｍ）の単位伸びあｔ９の加重（例
えば？／ａｒｍ　）であり、初期単位応力とはコイルを
引き伸ばす過程でコイルの変位と荷重との関係を示す線
グラフの第１の変曲点まであり、外力によりコイルをわ
ずかに伸張して巻ピッチを１よりわずかに大きくした状
態での単位応力をいう。（ここにおいて変位とはピッチ
１の隙間のないコイルの全長をｔｌとし、引き伸ばし友
コイルの全長を４とし九とき％　　Ａｍ　　ｔ＝を意味
する。）ま次、定常状態とは、コイルの変位と荷重との
関係を示す線グラフの第１の変曲点を越えた単位応力が
一定の状態であり、定常状態単位応力とはかようなコイ
ルの状態の単位応力をいう。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明において用いられる熱可塑性樹脂は特に限定さｎ
ないが、例えば具体例としては、／リウレタン、ナイロ
ン、ナイロンニジストマー、ナイロンと他の樹脂（例え
ば変位４リグロピレン、変位エチレンプロピレン重合体
等）とのポリアミドアロイなどのナイロン系樹脂、ポリ
エステルエラストマー、トリメチルベンテン樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。

チューブとしては、特に限定さｎないが、通常外径が、
４〜１２１ａ程度、厚さ（管壁の厚さ）が０、　５〜２
．　Ｏ　ｒａｐｒ程度のものが使用さｎｌその製造は公
知の方法で行わｎる。

本発明にかかる熱可塑性樹脂製コイルチューブは外力が
加わらない状態で巻ピッチが実質的に１である。巻ピッ
チ１とはコイルを構成する各巻きが互いに接触して隙間
のない状態すなわち当該コイルの最短状態である。

こｎに対し、従来のコイルチューブは、製造時の熱固定
条件が最大限に効果的に設定されて製造さｎて次もので
あっても、外力が加わらない状態でほとんどの場合各巻
きの間に多少の隙間を生じ巻ピッチが１を越えることが
免社ない。

また、従来のコイルチューブでは外力によってコイルを
伸張して巻ピッチを１よシ大きくしても変位がある程度
以上に達しなけｎば応力がほとんど無いか単位応力が非
常に小さいものであるが、本発明のコイルチューブは初
期単位応力（外力によりコイルをわずかに伸張して巻ピ
ッチを１よりわずかに大きくシ九状態での単位応力）を
かなりな程度有してお９そｎは定常状態単位応力より大
きい。そして、好ましくは外力が加わらない状態の巻ピ
ッチ１の時に既に潜在応力を有しており、いわば初期の
荷重の変位に対する曲線の傾きが無限大に大きい、つま
り初期単位応力が無限大に大きい場合である。

従って、本発明にかかるコイルチューブは、外力を加え
らｎて伸張されに後、外力が失わＡ７を時の収縮復元力
が従来のものに比し極めて優ｎている。

次に、本発明にかかる熱可塑性樹脂製コイルチユーズの
製造方法について述４べる。

本発明者等はチューブを治具に固定し、熱処理を行いス
パイラル形状を固定させ次後、チューブのスパイラルを
反転させると、コイルチューブのバネ特性が著しく改良
さｎることを見出し次。

チューブのコイル加工は、次のようにして行う。

先ず、外径１０〜１２０論程度の金属製円筒状治具にチ
ューブをスパイラル状に巻き固定する。スパイラルの巻
ピッチは通常１〜３ピツチであシ、巻数は２０〜６０程
度のものが多い。

尚、治具ヘチューブを巻きつける際、チューブ内へ３〜
４ゆ６程度の圧力を加えておくとチューブの偏平化が防
止できる。

次にこの治具に固定したチューブを適当な温度で加熱し
、熱固定を行う。加熱は空気、熱水、スチーム、油によ
り行うが、取扱いの点で加熱空気が一般的に使用さｎる
。使用する樹脂製チューブのガラス転移温度以上で、融
点あるいは流動開始温度を越えない温度範囲で熱固定を
行う。熱固定は３０分程度行い、冷却後コイル状チュー
ブを治具から抜き出す。このチュ゛−プにス・母イラル
の反転を施す。コイルチューブのスフ９イラル反転は、
チューブの端部をス・ぐイラル内側を通しながら反対側
の端部の方に強く引張ることにより行う。端部を反対側
に強く引張ることにより、コイルチューブのスパイラル
は次々と反転されて行く。このようにスパイラルを反転
させたコイルチューブのバネ特性は非常に良好であった
。尚、治具でのスパイラル状きピッチｔ−２ピツチ以上
にして熱固定し、スパイラル反転を行うと、コイルチュ
ーブのバネ特性は更に向上する。

以下、実施例により更に具体的に説明する。

［実施例１コ 熱可塑性樹脂として、可層剤含斂１０ｗｔ％以上のナイ
ロン１２のペレット［宇部興産株式会社製、商品名：　
ＵＢＥナイロン３０３５ＪＵ５］を使用して、４０、押
出成形機の先端にチューブ用ダイを取りつけ、押出温度
１９０℃でナイロン１２を溶融押出し、さらにバキュー
ム型のサイジングダイを通しながら、外径６．　Ｏｖｔ
ｐｎ　ｓ　肉厚１．　Ｏｗｅａｎのチューブを成形した
。

このチューブを、第１図に示す外径３４簡の金属製円筒
状治具の周りに、巻ピッチｌ［第１図（ａ）］でスパイ
ラル状に３２回巻いた（長さ１９２ｍ）。

この治具に巻きつけて固定し次チューブを１３０℃のオ
ニラン中で３０分間放置し、熱固定した。熱固定後冷却
し、コイル状になり次チューブを治具から抜い友。この
コイルチューブの端部ｅをス・やイラル内側金通して反
対側端部の方へ強く引張り［第１図（ｃ）コ、コイルチ
ューブのス／４’イラルを反転させた。コイルチューブ
のバネ特性は、コイルチューブを引張試験機によシ引張
った時の変位と荷重との関係（Ｓ−Ｓ曲線）から評価し
次。（引張速度５０１ｒＷ／ｍｉｎ　）その結果を第２
図ａに示すが、スパイラルの反転を行わない場合（比較
例１、第２図Ｃ）に比べると、ス・９イラル反転を行う
と（実施例１）抗張力が大きく、コイルチューブのバネ
特性が改良さｎていることが分る。

［実施例２コ 熱可塑性樹脂として、ナイロン１２ペレット［宇部興産
株式会社製、商品名３０３５ｕ　（無可塑グレード）］
を使用し、実施例１と同じ条件で、ナイロン１２を溶融
押出し、さらにバキュームサイノングダイを通しながら
、外径３．　Ｏｗｎ　、肉厚０．７５ｗｍのチューブを
成形し次。

このチューブを、実施例１と同様に、外径２０簡の金属
製円筒状治具の周シに、巻ピッチ１でス・！イラル状に
２０回巻い九。以下実施例１と同様にチューブの熱固定
、冷却、治具からの引き抜き、チューブの反転、チュー
ブのバネ特性の測定を行り友。同時に比較夕１１として
本例と同一の製造法であるが、反転を行わないコイルチ
ューブについ。て、バネ特性の測定を行った。バネ特性
を変位−荷１曲線として第３図に示すが、反転させ之コ
イルチューブは抗張力が大きく、バネ特性が改良さｎて
いることがわかる。図中、’２は実施１４１のチューブ
、ｅ２は比較例のチューブの曲線である。このコイルチ
ューブでは変位Ｏの時に既に潜在応力が認められる。

［実施例３］ チューブの治具へのスパイラル状巻きつけで、巻ピッチ
を２［第１図（ｂ）］にし次以外は、実施例１と同様な
操作で熱固定及びスパイラルの反転を行り友。尚、２本
のチ、−プを一緒に治具に巻くことにより、巻ピッチを
正確に２にすることができる。その結果を第２図すに示
したが、巻ピッチ１（実施例１）に比べると、更にコイ
ルチューブのバネ特性が向上している。尚、巻ピッチ２
でスパイラル反転しなかつ次コイルチューブ（比較例３
）のバネ特性は、巻ピッチ１でスパイラル反転なしく比
較例１、第２図ｃ１　）とほぼ同じであり九。

［発明の効果コ 以上から明らかな如く、本発明によれば熱可塑性樹脂製
コイルチューブとして従来にない優ｔ′Ｌ７を初期応力
、初期単位応力を有するコイルチューブを提供すること
ができる。また、本発明にかかるスパイラル状反転とい
う方法は、簡単な操作で行え、特別な装置を必要とせず
、コスト的にも有利で、しかもコイルチューブの重要な
要求特性であるバネ特性を著しく改良できる几め、その
工業的価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるコイルチューブの製造工程にお
ける（ａ）巻ピッチ１の場合、（ｂ）巻ピッチ２の場合
（及び（ｅ）コイルの反転処理）を示す図であり、第２
図、第３図はコイルチューブのバネ特性を示すグラフ図
である。 １・・・チューブ、２・・・治具、’ｌ＋ａ２　・・・
実施レリ１．２のチューブ、ｂ・・・実施例２のチュー
ブ、ｃｌ・・・比較例１，２のチューブ、ｅ・・・チュ
ーブの端部、ｃ２・・・比較ｆｉｌ　２のチューブ。 第１図 変　イ狂　（ｍｍ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外力が加わらない状態で巻ピッチが実質的に１で
   あり、且つ初期単位応力が定常状態単位応力より大きい
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂製コイルチューブ。
2. （２）変位０において潜在応力を有している特許請求の
   範囲第１項記載の熱可塑性樹脂製コイルチューブ。
3. （３）熱可塑性樹脂製チューブを治具の周りに、スパイ
   ラル状に巻き、熱固定を行った後、スパイラルを反転さ
   せることを特徴とするバネ特性の優れた熱可塑性樹脂製
   コイルチューブの製造方法。
4. （４）チューブを治具の周りにピッチ２〜３でスパイラ
   ル状に巻く特許請求の範囲第３項記載の製造方法。