JP2003056782A - 樹脂製コネクタと樹脂製チューブの接続構造 - Google Patents

樹脂製コネクタと樹脂製チューブの接続構造

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tube
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fused
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勝己 諸星
Hiroshi Kumagai
宏 熊谷
Tatsunobu Takeda
辰信 武田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂製チューブと他の管状体とを流体密に連
結するための樹脂製コネクタにおいて、製造コストが安
価で、しかも燃料などの流通物の漏れを少なくすること
ができる樹脂性コネクタと樹脂性チューブの接続構造を
提供する。 【解決手段】 望ましくは、樹脂製チューブ（２）の一
端を成形型（６,７ａ，７ｂ）内に挿入した状態で、コ
ネクタを構成する樹脂のオーバーモールドによる射出成
形によって、樹脂製コネクタの一部をチューブ２に融着
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の燃
料系配管などにおいて、樹脂性チューブと他の管状体と
を流体密に連結するために用いられる樹脂性コネクタに
係わり、さらに詳しくは、樹脂性コネクタと樹脂性チュ
ーブの接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、フィードチューブ、リターン
チューブ、エバポホース、フィラーホース等といった自
動車の燃料系配管には、金属製、ゴム製、樹脂製、ある
いはこれらのうちの２種あるいは３種を混成した配管構
造が使用されてる。特に最近では、錆の発生がないこと
や、軽量化が可能であること、さらにコスト的に有利で
あることなどから、これまで主流であった金属製のもの
に替わって樹脂製のものに切り換りつつある。そして、
このような樹脂製のチューブにおいては、パイプなどへ
の接続を容易なものとする観点から、樹脂製コネクタに
接続された後、パイプ等に接続される方式が主流である
【０００３】図８は、このような樹脂製コネクタの一例
を示すものであって、図に示す樹脂製チューブ２は、樹
脂製コネクタ１０の段階状に縮径されたチューブ装着部
１１にＯ‐リング１２を介して挿入されている。なお、
図において、符号５は連結相手となる他の管状体であ
り、符号４は当該管状体５との連結の流体密性を確保す
るためのＯ‐リングである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂製
チューブと樹脂製コネクタとの接続は、位置合わせ、挿
入応力の設定など、その製造工程が煩雑であることと共
に、微量ではあるものの当該接続部から燃料などの流通
物が透過することがあるという問題点があり、今後ます
ます厳しくなることが予測される燃料透過規制に対応す
るためには、より透過の少ない材料や構造が求められて
いる。
【０００５】なお、上記のような流通物の透過を低減す
るために、樹脂製コネクタにおいては、図８に示したよ
うに、フッ素ゴムなどを主たる構成材料としたＯ‐リン
グを１個ないしは２個用いることによって接続相手であ
る樹脂製チューブとの流体密を図ることが一般的である
が、これらＯ‐リングを用いる手法は、部品数の増大が
避けられず、コストアップが伴うという問題がある。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、従来の樹脂性コネクタにおけ
る上記課題に鑑みてなされたものであって、製造コスト
が安価で、しかも燃料などの流通物の漏れを少なくする
ことができる樹脂性コネクタ本体と樹脂性チューブの接
続構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる樹脂製コ
ネクタと樹脂製チューブの接続構造は、樹脂製チューブ
と他の管状体とを流体密に連結するための樹脂製コネク
タにおいて、前記コネクタの一部がチューブに融着され
ている構成としたことを特徴としており、樹脂製コネク
タと樹脂製チューブの接続構造におけるこのような構成
を前述した上記課題を解決するための手段としている。
【０００８】本発明に係わる樹脂製コネクタと樹脂製チ
ューブの接続構造の好適な実施形態は、樹脂製コネクタ
の内面の一部が前記チュ−ブの少なくとも外層に融着さ
れている構成とし、コネクタを成形するための成形型内
に前記チューブの一端を挿入した状態で、当該コネクタ
を構成する樹脂のオーバーモールドによる射出成形が行
われ、コネクタの成形と同時に前記チューブとの融着が
なされている構成とし、さらに、前記コネクタを構成す
る樹脂が前記チューブの少なくとも最外層を構成する樹
脂と混和性を有する樹脂、もしくは前記チューブの少な
くとも最外層を構成する樹脂と混和性を有する樹脂に無
機質材料を混練した樹脂組成物である構成としたことを
特徴としている。
【０００９】また、同じく好適形態としては、前記コネ
クタを構成する樹脂が前記チューブの最外層および最内
層の樹脂の少なくとも一方と融着されている構成、前記
チューブの端部が拡径された状態で融着されている構
成、さらには、前記チューブの最外層がポリブチレンテ
レフタレート共重合体であり、前記コネクタを構成する
樹脂がポリブチレンテレフタレートもしくはそのガラス
繊維強化体である構成とすることができ、樹脂製コネク
タと樹脂製チューブの接続構造におけるこのような構成
をもって、上記課題の解決手段としたことを特徴として
いる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【００１１】本発明に係わる樹脂製コネクタと樹脂製チ
ューブの接続構造は、上述のように、樹脂製チューブと
他の管状体とを流体密に連結するために用いられる樹脂
製コネクタに係わり、当該樹脂製コネクタの一部を樹脂
製チューブの一部に融着したものである。
【００１２】例えば、図１に示すように、燃料などが流
通し得る中空部分を中心部に備えた樹脂性チューブ２の
内周部に、樹脂製コネクタ１に形成されたチューブ装着
部１ａの外周部が融着されることによって、樹脂製チュ
ーブ２が樹脂製コネクタ１に接続された構造となすこと
ができる。なお、図１における符号４および５は、図８
と同様に、それぞれＯ‐リングおよび連結相手となる他
の管状体である。
【００１３】また、図２に示すように、樹脂性チューブ
２の外周部に樹脂製コネクタ１を融着することによっ
て、チューブ２とコネクタ１とが接続された構造となす
こともできる。この場合には、チューブ２の外周で溶着
されていることから、チューブ２の内層が、例えばフッ
素樹脂のような融着し難い樹脂となっている場合に好適
である。
【００１４】このように、樹脂製コネクタ１を樹脂製チ
ューブ２に融着するようになすことによって、図８に示
したような挿入方式の場合と較べて、中心位置合わせ精
度を高めることなく容易に接続することができるように
なると共に、挿入応力の設定が必要なくなることから、
品質の安定性を確保することができる。また、コネクタ
ー１を構成する樹脂とチューブ２とが溶着によって一体
構造となっていることから、内部を流通する燃料などの
透過を防止することができ、これによってＯ‐リングが
省略できることから、材料コストが削減され、当該コネ
クタが安価なものとなる。
【００１５】図１および図２に示した接続構造におい
て、樹脂製コネクタ１を所望の形状に成形した後に融着
を行う場合には、熱板、振動、レーザなど、融着方法に
特に限定はないが、熱板による方法が簡便で、しかも容
易に融着強度を得ることができることから望ましい。そ
して、さらに優れた融着強度を得るためには、オーバー
モールドによるコネクタ同時成形を採用することができ
る。
【００１６】また、図３に示すように、コネクタ１を構
成する樹脂をチューブ２の外層部だけでなく、内層側に
も融着させることができる。チューブ２の内層が燃料透
過を低減するためのバリア層となっている場合、このバ
リア層とコネクタが一体となっているため、外層部での
み融着されている場合に較べてさらに流通物の透過量が
低減することになる。
【００１７】図４は、樹脂製チューブ２に対してコネク
タ１をオーバーモールドするに際して、その一端を予め
拡径したチューブ２を用いた例を示すものである。この
場合でも、図２に示した接続構造と同様の効果が得られ
るが、これに加えてさらに、チューブの拡径部２ａがア
ンカー構造となるため、引張り力に対してより強靭な耐
力が得られることになる。
【００１８】図５は、上記と同様に、チューブ２の一端
側を拡径したのち、図３に示した接続構造と同様に、当
該チューブ２の外層および内層側に、コネクタを構成す
る樹脂を溶着被覆したものである。この場合には、アン
カー構造に基づく耐力の向上と共に、図３に示した接続
構造と同様の透過量低減が達成されることになる。
【００１９】次に、上記のような接続構造を得るため
に、コネクタ１とチューブ２との融着方法、あるいはコ
ネクタの成形方法について具体的に説明する。
【００２０】図１ないし図５に示したような接続構造
は、熱板、振動、超音波など、いずれかの方法によっ
て、あらかじめ成形された樹脂製コネクタ１を樹脂製チ
ューブ２に融着させることが可能であるが、融着強度の
高さと、製品の品質のばらつきの少なさにおいて、熱板
溶着もしくは図６および図７に示すオーバーモールド法
が最も優れており、これらの方法を採用することが望ま
しい。
【００２１】すなわち、図６は、図５に示した接続構造
を得るためのオーバーモールド用成形型の構造を示すも
のであって、当該成形型は、内型６と開閉式の外型７ａ
および７ｂから構成されており、端部にあらかじめ拡径
加工を施した樹脂製チューブ２を内型６にセットした状
態で、外型７ａおよび７ｂを閉じる構造となっている。
【００２２】そして、内型６に上記チューブ２をセット
すると共に、必要に応じてＯ‐リング４を同じく内型６
にセットしたのち、図７に示すように外型７ａ,７ｂを
閉じ、コネクタを構成する樹脂を射出することによっ
て、コネクタ１の成形と当該コネクタ１と樹脂製チュー
ブ２の溶着による接続が同時に行われることになり、本
発明に係わるコネクタとチューブとの接続構造を容易に
得ることができる。なお、図６に示した内型６には、ス
ライド機構を設けるようにしてもよい。
【００２３】次に、本発明に使用する樹脂材料について
説明すると、まず、コネクタ１を構成する樹脂として
は、チューブ２を構成する樹脂に応じて選択することが
望ましい。例えば、ポリアミド１２からなるチューブに
対しては、同一樹脂であるポリアミド１２、およびガラ
ス繊維等による強化ポリアミド１２が融着強度の面か
ら、コネクタ材料として最も優れている。
【００２４】本発明に係わる接続構造における融着強度
は、樹脂同士の混和制を尺度として与えられ、コネクタ
の材料樹脂としては、上記したポリアミドの他にも、マ
レイン酸変性ポリオレフィンなどが挙げられるが、耐燃
料透過性能を向上できる点から、オレフィン系樹脂より
も、前述したポリアミド１２やガラス繊維強化ポリアミ
ド１２のような非オレフィン系樹脂の使用が望ましい。
【００２５】この他、チューブ２の材料がポリアミド６
の場合には、コネクタ２の材料もポリアミド６、あるい
はガラス繊維などによる当該ポリアミド６の強化材料が
相応しいものとして挙げることができる。
【００２６】また、チューブ２の材料として、ポリエス
テルエラストマー（ＴＰＥＥ）が選択された場合には、
コネクタ１の材料としても、ＴＰＥＥあるいはガラス繊
維などによる強化ＴＰＥＥが望ましく、さらに当該コネ
クタ１からの透過量低減を図る場合には、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴ）もしくはその強化材もまたＴ
ＰＥＥとの高い混和性を有することからより望ましいも
のとなる。
【００２７】なお、チューブ２の内層および外層共に、
ポリアミド類、ポリエステル類といった同類の樹脂が使
用されている場合、内外層のいずれに対しても融着し易
いコネクタ材料を選択できるため、図３あるいは図５に
示したように内層および外層の双方に融着した接続構造
を採ることができ、より高い融着強度を得ることができ
ることからさらに望ましい構成とすることができる。
【００２８】ところで、最近になって、アルコールを含
有する燃料が使用されるようになってきており、コネク
タにおいても、このような含アルコール燃料に対する高
い耐透過性能が要求されるようになってきており、透過
量の低減が求められている。この場合、ポリアミド類は
アルコールとの親和性が高いことから透過量が大きくな
る傾向が指摘されている。このような観点と価格の面か
らのコネクタ材質としては、ポリブチレンテレフタレー
ト（ＰＢＴ）もしくは、ガラス繊維などによるＰＢＴの
強化材の使用が望ましいものとなる。さらにこの場合に
は、融着性、すなわち混和性の点から、チューブ２の材
質としてはＴＰＥＥが望ましいものとなる。
【００２９】さらにまた、上記ＰＢＴよりも優れた耐燃
料透過性能が要求される場合には、混和性を失わない樹
脂を混合することができる。例えば、ポリブチレンナフ
タレート（ＰＢＮ）、ポリ１，４シクロヘキシレンジメ
チレンテレフタレート（ＰＣＴ）、液晶ポリエステルな
どのヘキサン環、ナフタレン環を持つホモポリエステル
樹脂および／またはｃｏ−Ｐ（ＥＴ／ＣＴ）のような、
ヘキサン環を持つ共重合ポリエステルを混合することに
よって、さらに耐透過性を向上させることができる。
【００３０】また、必要に応じて、フィラーによって耐
熱性や耐加水分解性を付与したり、導電性を有するフィ
ラーなどを混合することによって材料樹脂に導電性を付
与したりすることができる。特に、チューブに燃料を流
通させる場合、流動帯電が問題となることがあるが、こ
の場合にはコネクタ１と共に、チューブ２の内層をも導
電性を有する樹脂とすることによって、流動帯電の問題
を簡単に解決することができる。
【００３１】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに具
体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定さ
れるものではない。
【００３２】（実施例１）外層にポリアミド１２、中間
層に接着剤、内層にエチレンテトラフルオロエチレン共
重合体（ＥＴＦＥ）を有する３層チューブ２に、ガラス
繊維強化ポリアミド１２からなるコネクタ１を熱板によ
って融着（熱板は、チューブ２の外層およびコネクタ１
の内面に使用）し、図２に示すような接続構造を得た。
【００３３】（実施例２）上記実施例１と同じ３層チュ
ーブ２の一端を型内に挿入し、ガラス繊維強化ポリアミ
ド１２をオーバーモールドすることにより、チューブ２
の外層とコネクタ１の内面を融着し、図２に示すような
コネクタとチューブの接続構造を得た。
【００３４】（実施例３）外層にポリエステルエラスト
マー共重合体（ＴＰＥＥ：東レ・デュポン株式会社製
ハイトレル５５７７）、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ：東レ株式会社製 ５２０１−Ｘ１０）を備え
た２層チューブの一端を型内に挿入し、ガラス繊維強化
ＰＢＴをオーバーモールドすることにより、チューブ２
の外層とコネクタ１の内面を融着し、図２に示すような
コネクタとチューブの接続構造を得た。
【００３５】（実施例４）チューブ２の外層および内層
の双方がコネクタに融着される用になった成形型を用
い、これ以外は上記実施例３と同様の条件のもとに、図
２に示すようなコネクタとチューブの接続構造を得た。
【００３６】（実施例４）型内に挿入するチューブ２の
一端側のチューブ外径が１．５倍となるように拡径した
こと以外は、上記実施例４と同じ条件のもとに、図５に
示すようなコネクタとチューブの接続構造を得た。
【００３７】（比較例）外層にポリアミド１２、中間層
に接着剤、内層にエチレンテトラフルオロエチレン共重
合体（ＥＴＦＥ）を有する３層チューブ２に、ガラス繊
維強化ポリアミド１２製のコネクタ１０のチューブ装着
部１１に挿入することによって、図２に示すようにコネ
クタ１０にチューブ２とを連結した。このとき、３層チ
ューブ２の挿入端部をあらかじめ１．５倍に拡径し、常
温、常圧のもとで、コネクタ１０におけるチューブ装着
部１１の外面にチューブ２の内面が接するように挿入し
た。また、チューブ２の内面と上記チューブ装着部１１
の外面との間には、フッ素ゴム製のＯ‐リング１を介装
した。
【００３８】〔性能評価〕上記によって得られた実施例
１ないし５、および比較例にかかわる接続構造に対する
強度評価として、上記コネクタ１からチューブを引き抜
くために必要な荷重を測定して引き抜き強度を評価し
た。また、燃料に対する耐浸透性能として、イソオクタ
ン：トルエン：エチルアルコールを４５：４５：１０の
割合（容積比）で混合した擬似燃料を封入し、チューブ
２の他端を金属製の栓で封入した状態のコネクタクにつ
いて、４０℃雰囲気下での燃料透過性を測定した。
【００３９】これらの結果を表１に示す。なお、表１に
おける燃料の耐透過性能については、比較例に対する相
対評価として表示し、当該比較例よりも優れているもの
を◎、同等のものを○で表した。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１の結果から明らかなように、実施例１
ないし５に係わる接続構造においては、比較例に対して
いずれも同等以上の特性が測定され、本発明に係わる接
続構造の有効性が確認された。また、上記実施例におい
ては、透過防止用のＯ‐リングを装着していないにも拘
わらず、優れた耐透過性を示すことが判明した。
【００４２】以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能であ
る。例えば、本発明に係わるコネクタとチューブの接続
構造に使用される材料樹脂には、例えば酸化防止剤およ
び熱安定剤（例えば、ヒンダードフェノール、ヒドロキ
ノン、チオエーテル,ホスファイト類およびこれらの置
換体、さらにこれらの組合せを含む）、紫外線吸収材
（例えば、レゾルシノール、サリシレート、ベンゾトリ
アゾール、ベンゾフェノンなど）、滑剤および離型剤
（例えば、シリコン樹脂、モンタン酸およびその塩、ス
テアリン酸およびその塩、ステアリルアルコール,ステ
アリルアミド等）、染料（例えば、ニトロシンなど）お
よび顔料（例えば、塩化カドミウム、フタロシアニンな
ど）を含む着色剤、添加剤添着液（例えば、シリコンオ
イルなど）、結晶核剤（例えば、タルク、カオリンな
ど）などを単独または適宜組み合わせて添加することが
できる。
【００４３】また、樹脂製チューブ２の断面形状につい
ては、円形または楕円形に代表されるが、これら以外の
断面形状であっても差し支えない。さらに、樹脂製チュ
ーブ２は、押出し成形によって容易に製造することがで
きるブロー成形、コルゲート形状が付与された蛇腹状の
ものであっても適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る樹脂性コネクタと樹脂製チューブの接続構造によれ
ば、樹脂製コネクタの一部が同じく樹脂製のチューブに
融着されたものであるから、含アルコール燃料に対して
も高い耐透過性を示すと共に、チューブの引き抜き強度
にも優れ、しかもコネクタの材料コストおよび製造コス
トを低減して安価なコネクタを提供することができると
いう極めて優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる樹脂性コネクタと樹脂製チュー
ブの接続構造の第１の実施形態としてチューブの内層側
にコネクタを融着した構造を示す断面説明図である。
【図２】同じく第２の実施形態としてチューブの外層側
にコネクタを融着した構造を示す断面説明図である。
【図３】同じく第３の実施形態としてチューブの外層お
よび内層側にコネクタを融着した構造を示す断面説明図
である。
【図４】同じく第４の実施形態として接続側端部を拡径
したチューブの外層側にコネクタを融着した構造を示す
断面説明図である。
【図５】同じく第５の実施形態として接続側端部を拡径
したチューブの外層および内層側にコネクタを融着した
構造を示す断面説明図である。
【図６】オーバーモールド法による射出成形型の形状例
を示す断面図である。
【図７】図６に示した射出成形型において外型を閉じた
状態を示す断面図である。
【図８】樹脂性コネクタと樹脂製チューブの従来の接続
構造を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 樹脂製コネクタ ２ 樹脂製チューブ ５ 他の管状体
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 509:00 Ｂ２９Ｌ 31:26 Ｂ２９Ｌ 31:26 Ｂ６０Ｋ 15/02 Ｃ (72)発明者 武田 辰信 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D038 CA22 CB01 CC17 3H019 FA07 FA14 4F206 AA25 AB11 AB25 AD05 AD12 JA07 JB12

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂製チューブと他の管状体とを流体密
    に連結するための樹脂製コネクタにおいて、前記コネク
    タの一部がチューブに融着されていることを特徴とする
    樹脂製コネクタと樹脂製チューブの接続構造。
  2. 【請求項２】 樹脂製コネクタの内面の一部が前記チュ
    −ブの少なくとも外層に融着されていることを特徴とす
    る請求項１記載の樹脂製コネクタと樹脂製チューブの接
    続構造。
  3. 【請求項３】 コネクタを成形するための成形型内に前
    記チューブの一端を挿入した状態で、当該コネクタを構
    成する樹脂のオーバーモールドによる射出成形が行わ
    れ、コネクタの成形と同時に前記チューブとの融着がな
    されていることを特徴とする請求項１または２記載の樹
    脂製コネクタと樹脂製チューブの接続構造。
  4. 【請求項４】 前記コネクタを構成する樹脂が前記チュ
    ーブの少なくとも最外層を構成する樹脂と混和性を有す
    る樹脂、もしくは前記チューブの少なくとも最外層を構
    成する樹脂と混和性を有する樹脂に無機質材料を混練し
    た樹脂組成物であることを特徴とする請求項１ないし３
    のいずれかに記載の樹脂製コネクタと樹脂製チューブの
    接続構造。
  5. 【請求項５】 前記コネクタを構成する樹脂が前記チュ
    ーブの最外層および最内層の樹脂の少なくとも一方と融
    着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４
    のいずれかに記載の樹脂製コネクタと樹脂製チューブの
    接続構造。
  6. 【請求項６】 前記チューブの端部が拡径された状態で
    融着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項
    ５のいずれかに記載の樹脂製コネクタと樹脂製チューブ
    の接続構造。
  7. 【請求項７】 前記チューブの最外層がポリブチレンテ
    レフタレート共重合体であり、前記コネクタを構成する
    樹脂がポリブチレンテレフタレートもしくはそのガラス
    繊維強化体であることを特徴とする請求項１ないし請求
    項６のいずれかに記載の樹脂製コネクタと樹脂製チュー
    ブの接続構造。
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