JP2000517035A - 非対称襞付きチューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 チューブ（２２）は、内面（４４）と外面（４６）とにより規定された薄い壁を有し、ほぼ筒状の本体（３０）を有する。また、このチューブ（２２）は、実質的に一定の円筒断面を有する第１のセグメント（３２）と、襞部を有と、可変の断面の他のセグメント（３４）とを有し、設置の間にチューブ（２２）の曲がりを可能にしている。前記襞部（４０）は、チューブの全周よりも短く延びているか、傾斜した側壁（７４）を有する。これら側壁は、襞部（４０）が第１の位置から第２の位置へと周に沿って延びるのに従って、襞部（４０）のサイズを実質的に減少させている。

Description

【発明の詳細な説明】 非対称襞付きチューブ 技術分野 本発明は、モータービークルにおいて使用するためのチューブ、特に、屈曲した 領域におけるこれらの長さに沿って間隔を取って置かれた波形を有する多層燃料 ラインと蒸気戻りラインとに関する。 技術背景 管類は、自動車において燃料ラインと蒸気戻りラインとを利用している。燃料 と蒸気を送ることが出来る合成樹脂材料の多数の層から管類を作ることは周知で ある。この材料の各層は、異なる機能を遂行する。例えば、最内層は、燃料に対 して耐え得るかもしれないが、蒸気が層を通過することを可能にする。異なる材 料のもう１つの層は、燃料に直接接触するのに耐えられないかもしれないが、蒸 気に対しての優れた障壁を形成する。これら層は、組み合わさって、単一の材料 を用いて容易に達成し得ない優れた品質を有するチューブを形成する。 ビークルは、比較的小さい容積に押し込まれたたくさんの部品を有するので、 管類は、この管類が、直線でいることを阻む突き出ている部品を収容可能でなく てはならない。ビークルは、部品が込み合ってくればくる程、管類は、さらに曲 がりくねった道筋に従わなくてはならない。かくして、伸縮するように設計され 、これにより管類が曲がることが可能な襞部を有する多層管類を、作ることは周 知である。曲がることは、ビークル内に管類を簡単に組み付けることを可能にす る。 チューブに形成された襞部は、組み付けの際、簡単に曲がることと取り扱いを 可能にするが、襞部は、乱流を発生することにより、チューブを通過する流体の 流れを妨げる。例えば、燃料タンク注入ホースの曲がった領域における襞部は、 燃料タンクが満たされる時間が著しく増加するのに充分な乱流を燃料の流れに生 じさせ、この結果、顧客の満足度を減少させる。 発明の概要 本発明は、内面と外面とにより規定された薄い壁を有し、細長く、ほぼ筒状の 本体を有する複合層のチューブに向けられている。この本体は、実質的に一定の 円筒断面を有する第１の長手方向のセグメント（３２）と、可変の断面を有する 第２の長手方向のセグメントとを有する。第２の細長いセグメントは、一定の直 径の壁を有する第１の領域と、この第１の領域と径方向離間した第２の領域とを 備え、この第２の領域は、チューブの曲がりを可能にするように前記壁に形成さ れた１もしくは複数の襞部を有する。これら襞部は、所定場所に配置されており 、チューブの全周よりも短く延びている。前記所定の場所は、例えば、車両内で チューブの組み立ての間に曲げが生じるように選定されている。かくして、第２ のセグメントの所で、チューブの内面は、実質的に不規則な長手方向の部分と直 接対向するように配設された実質的に平坦な長手方向の部分を有する。この不規 則な内面の剖分は、襞部を有する。 例えば、前記襞部は、曲げられたときの内径部分に配置され得るけれども、外 径部分には配置されていない。また、襞部は、曲げを可能にするように長手方向 に配置され得るか、捩じれが生じるのを可能にするように長手方向に螺旋パター ンでオフセットされ得る。 最後に、本発明は、矩形、角度付けもしくはサインカーブの長手方向断面形状 を有する襞部に向けられる。 本発明のチューブのデザインば、チューブの周方向のほとんどに渡って延びた 襞部を傾斜付けすることにより、従来技術の問題点を解決している。代わって、 本発明は、チューブの周りに部分的にのみ延びた切頭襞部を提供する。このよう な非対称的な襞部は、組み立てを容易にしているが、流れの渦流を減少する。 本発明は、平坦で襞の内チューブでは一般的である比較的小さい曲率でチュー ブを曲げることを可能二している。均一で小さい曲率の曲がりは、真っ直ぐで平 行な側面に対同するように、襞部に傾斜した側面を形成することにより可能であ る。 好ましい実施の形態において、襞部は、曲げられたときの内径の部分に位置さ れるように形成され、一方、曲げられたときの外径の部分は比較的平坦となって いる。かつこのような配置は、流体の流れの渦流を減じるが、チューブの曲がり 機能を維持する。 図面の簡単な説明 本発明の特徴及び発明的様相は、以下の詳細な説明、クレーム、及び以下に簡 単に述べる図面を参照することにより一層明らかになる。 第１図は、本発明に関わる燃料注入ホースの斜視図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿った断面図である。 第３図は、湾曲の内径部に襞部を有し外径部は平滑面を有する第１図の部分横 断面図である。 第４図は、本発明に関わるチューブの側面図である。 第５図は、テーパ型の襞部を有するチューブの側面図である。 第６図は、第５図の端面図である。 第７図は、テーパ型の襞部を有する他の実施例の側面図である。 第８図は、第７図の端面図である。 第９図は、螺旋状に割り出された襞部を有するチューブの断面図である。 第１０図は、段階的な襞部を有するチューブの側面図である。 第１１図は、本発明に関わるテーバ状の段階的襞部を有する異なるチューブの 側面図である。 第１２図は、湾曲の外径部に襞部を有し内径部は平滑面を有する第１図の部分 横断面図である。 第１３図は、第１０図のチューブの第一の代替実施例である。 第１４図は、第１０図のチューブの第二の代替実施例である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１は、燃料タンク２４に燃料を注入するための燃料注入口２１と注入ホース ２２とを有する自動車２０の一部分を示す。注入ホース２２は、合成プラスチッ ク材料を含む、好適ないずれの材料で造ることが可能であり、単層構造でも多 層構造でもよい。注入ホース２２は、複数個の突起部(図示せず)を巡る蛇行通路 に沿って進む必要がある。このため、燃料タンク２４に接続するには連続する曲 部２６を有することが要求される。 ホース２２は、概略円筒形の本体３０を有する。この本体３０は長手部材３２ を含む。長手部材３２は概略、一定円筒断面を有し、また円滑な内面と外面とを 備えている。他の長手部材４３は可変断面を有し、可変断面は第１領域３６と第 ２領域３８とを含む。第１領域３６は円滑で、固定直径を持つ壁を有する。第２ 領域３８は、一定直径を持つ壁領域３６に対向する可変径壁を有する。可変径壁 領域３８は、襞部４０を任意の数含み、襞部４０は前記曲部２６に対応するよう 配置してある。 襞部４０はホース２２の全周に渡っては延びていない。すなわち、襞部４０は 周面の一部のみに延びている。襞部４０が周面の一部のみに延びているのは、流 れる燃料中に不所望な程度の乱流を発生させずにチューブを選択的に曲げること を可能にするためである。 襞部４０はホース２２の長手方向に沿って、所定の位置に設けられ、自動車２ ０内に設置する際に曲げる必要のある部位に対応する。襞部４０は、ホース２２ の長手方向及び周方向のいずれの位置に配設可能である。図示のように、襞部４ ０は中間および上方曲部２６の内側半径部に設けてある。しかし、下方曲部２６ については、襞部は外側半径部に設けてある。襞部設計要因のうち、幅、高さ、 形状、円弧長さ、設置間隔を含む特定のものを変更することにより、襞部はチュ ーブ上のどの位置にも配設可能であり、しかも乱流量を減少できる。 曲部２６の内側半径部にある襞部は、一緒に圧縮される傾向がある。一方、外 側半径部にある襞部は拡がる傾向、すなわち伸びる傾向がある。上述の襞部の設 計要因を変えることにより、乱流を押さえることができる。例えば、チューブを 曲げる前に襞部を短くし、幅広くし、間隔を大きく取って配設すると、外側半径 部に設けた襞部の場合、チューブが曲がった状態では伸びるにつれ平らになる。 平らになれば、襞部は比較的一定で円滑な内面を提供し、乱流を大幅に減ずる。 さらに、湾曲部２６の特定の場所は、襞部を設計するのに重要である。例えば 、 ホース２２において、上部湾曲２６は、好ましくは、内径部分にのみ襞部を持つ 。 その理由は、流体の流れは、入り口２１において、最大になるからである。故に 、外径が滑らがな程、十字湾曲部における乱流は少ない。対照的に、燃料タンク に最も近い下部湾曲部26では、上部湾曲部に比べ、低流量になる。流体は、長く 流れるにつれ、エネルギーを失いチューブ２２において、方向を変える。故に、 下部湾曲部２６の外径において襞部を有することによる乱流効果は、重要ではな い。しかしながら、外径部における襞部の必要性は、ホースを設置する際に可撓 性を与えるという点で大事である。故に、本願発明では、可撓性を最大にし乱流 を最小にするため、襞部４０の設計と位置を制御する。 また、本発明は、幾種類がの運搬手段に使用可能な単一のホースの設計をも包 含する。本発明による多目的ホースは、第２の用途においては可撓性を付与しな くとも、第１の運搬手段の用途においては可撓性を付与するような効果的な位置 に付加的な襞部を設けている。また、チューブの直線部に襞部を設けることによ り、接続点間の、例えば、燃料タンクと燃料供給口の間の僅かな不整合を相殺す るための、ある程度の可撓性が付与される。 図１は燃料供給口ホースを示しているが、容易に理解されるように、本発明は 多くの異なるタイプのホース、パイプ、チューブ、配管に適用可能である。 図２は、長手方向に一様に配向された襞部４０を有するホース２２の断面図で ある。ホース２２は、内面４４と外面４６を有する薄い壁部４２を含む。 図示されるように、襞部４０は、ホース２２の円周の半分より僅かに少ない距 離を延出する円弧を描く。 しかしながら、襞部４０は、４５度程度あるいは実質的に３６０度にわたって 延出してもよい。円弧の角度は、要求される湾曲の量や、襞部形状、所与の用途 における流体の流れに対する乱流効果により定められる。 好ましくは、襞部４０は、ホース２２の円周の約半分にわたり延出する。それ により、バランスよく、湾曲への必要性と流体の流れにおける乱流の最小化への 必要性を満足できる。半分形状の襞部を使うことにより、また、加工や製造を簡 略かできる。 図３は、本発明によるホースの長手方向断面を示す。襞部４０は、好ましくは 、湾曲部２６の内径４８に位置され、また外径５０へは延出しない。外径部５０ は、比較的滑らかで、実質的に平行な、内面及び外面４４、４６を有する。一方 、内径部４８は、内径部４８の湾曲に従うように密に配置された連続する襞部４ ０により形成される薄肉壁部４２において、異なる直径を持つ。襞部４０は、内 面及び外面４４、４６の直径を増しながら、半径方向外方に延出する。襞部の頂 点５２の間には、実質的に平行な内面及び外面４４、４６を有する谷部５４が設 けられている。谷部５４は、外径部５０の薄肉壁部４２と実質的に同じ、ホース の中心長手方向軸からの半径方向距離に位置している。溝部５６は谷部５４の間 に位置している。襞部４０の断面形状は、正方形、角形状あるいは正弦曲線形状 を含む、いかなる適当なものでよい。故に、ホース２２は、内径部４８に襞部を 設けることで、可撓性を付与される。更に、比較的滑らかな、襞部が形成されて いない内面４４を外径部５０に設けることで、乱流が減少される。 比較すると、同一の大きさと形状を持つ襞部４０がもし湾曲部２６の外側に位 置するなら、その襞部は流体が流れる間に大きく揺れてしまう。その揺れが増加 する理由は外周部５０の襞部はより小さい内周部４８の襞部４０より大きく拡張 し広がるからである。拡張することによって襞部４０の頂上部５２と谷部５４と の間の距離がより大きくなる。それによって溝５６も大きくなる。溝５６が大き くなればなるほど、流体の流れにおける揺れが大きくなる。もちろん、既に述べ たように、ある設計要因を変えることによって外周部における揺れを減少もしく は排除することもできる。しかしながら、一定の形状の襞部をホースの全周にわ たって延長することは最適な設計ではない。従って、本発明は揺れを減少するた めの非対称的な襞部を提供している。 図１２は図１の円で囲んだ長尺部分の側面図である。その長尺部分は比較的滑 らかな内直径部５１とその外周部に沿って配置された襞部４０を除いて、一般に 第３図に示した部分６０と類似している。襞部４０が外周部に沿って配置される と、その外側が一般に引っ張られた状態で置かれるのでその襞部は離れて広がる 傾向がある。この緊張の影響によって襞部４０は流れる波のような図１２に示 した外観を呈するが、湾曲部の内周部に配置された図３に示したような襞部のコ ンパクトで波立った外観とは似ていない。 図４は上部６６の近くに比較的滑らかで一定の直径を持つ管６２の長尺部６０ の側面図である。部分６０はまた等間隔に配置された襞部６８を含み、下部７２ に可変直径壁領域７０を作り出す。襞部６８は互いに平行もしくは先細りの側壁 部７４を含む。側壁部７４は頂上部７６と谷部７８とを接続する。平行かつ先細 りの側壁部７４をもつ襞部６８の混合によって、平行側壁部７４だけの襞部６８ よりも小さい半径で湾曲可能となると考えられる。 図５から図８には特定の利用に合わせて特注される先細りの側壁部８２、９２ を持つ襞部８０、９０が示されている。図５と図６は管８４の中央部近くで集中 または混合する先細り側壁部８２を含む襞部８０を示す。頂上部８６と谷部８８ は側壁部８２によって接続されさらに先細りとなっている。頂上部８６は中央領 域から最も離れ、一方谷部８８は中央部において最も大きい。別の先細り襞部の 設計が図７と図８とに示され、ここでは管９６の上部９４近くで混合する側壁部 ９２を持つ襞部９０が示される。先細りの側壁部９２は上部９４近くで互いに接 近している。側壁部９２が先細って混合するにつれて、頂上部９８と谷部１００ との間の距離はますます小さくなる。また、谷部１００の長さは大きくなり、溝 （図示されない）の大きさは軸方向及び半径方向において実質的に小さくなる。 従って、混合した側壁部９２の領域において、管９６の内面は比較的滑らかで揺 れを減少させる。この様にして、上部９４は比較的一定の直径を持つ壁として本 質的に滑らかな状態のままである。先細り襞部９０は望ましくないレベルの揺れ を招くことなく幾つかの応用において３６０度まで延長することができる。最後 に、襞部９０を使用すれば管の周囲の半分までしか延びていない襞部を使用する 場合よりも管の柔軟性が増す。 図９にこの発明の別の実施例を示す。襞部１１０は管１１２に沿ってらせん状 パターンを描いてずれている。螺旋状に割出しされている襞部１１０により、乗 り物に載置する際に、管１１２を容易にねじることができるようになり、所定面 内での個別調整が容易になる。用途によっては、螺旋状にずれている襞部１１０ の突出部を相互に周方向にずらす方が襞部を相互に真っ直ぐな位置に整列させる よりも好ましい。 管１１２は、管の下端部１１６として示すように、同管の周囲のほぼ半分まで 延びている第一の襞部１１４を有している。第二の襞部１１８は第一の襞部１１ ４から周方向にずれているが、弧の長さが同じなので、図示のように管の上端部 １２０にまで延びている。第三の襞部１２２は第一および第二の襞部１１４、１ １８から周方向にさらにずれている。この襞部は、弧の長さが第一および第二の 両襞部の弧の長さとほぼ同じだけ延びている。ずれのこのパターンは襞部１１０ が増える度に継続して、襞部のらせん状パターンを形成する。襞部１１０の螺旋 状パターンを除いて、図９の管１１２は既に述べたどの実施例とも同じ特徴を有 している。 図１０にこの発明に基づく管１３０を示す。この管はこぶの形を形成する襞部 １３２を有する。襞部１３２は中央の領域１３４に位置するものが最大であり、 配備される位置が中央の領域から第一の端部領域１３６および第二の端部領域１ ３８に近付くに連れて徐々に小さくなる。どのような特徴を有する形状の襞部で も所望の効果が得られるように修正することができるが、図示した襞部１３２は 山１４０と谷１４２との距離が変化している。山から谷までの最大距離は中央の 領域１３４内にあるが、襞部１３２の位置が両端部の領域に近付くに連れて山と 谷との距離が徐々に小さくなる。 設計上別の変更を加えても良い。すなわち、中央の領域に位置する襞部の弧の 長さを最大にして、襞部の位置が両端部の領域に近付くに連れて襞部の弧の長さ を徐々に小さくしても良い。 図１０に示した管の別の実施例を図１３および図１４に示す。図１３に示した 第一の別の実施例は、図１０の実施例に類似しているが、図１０の実施例に比べ て襞部１３２が相互に広く離れている。これらの「空間」は隣接した襞部１３２ を相互に分離する線形部分１３３である。図１４に示した第二の別の実施例は、 隣接した襞部１３２相互の間の空間が変化している。図１４に示した第二の別の 実施例では、空間１３５は中央の襞部１３２’から離れている襞部相互の間が最 も広く、中央の襞部１３２’に近い襞部相互の間が最も狭い。図１４に示した第 二の別の実施例は、各襞部の両端の根１３７が管１３０’’の中心線１４１に届 かずに、距離１３９を残して終わっていると言う点でも図１０の実施例と相違し ている。 図１１は、頂上部から谷部への距離と円弧の長さの両方を変化させたチューブ １５０である。中央部１５２の襞部１５２は、頂上部１５６が谷部１５６より最 大距離離間しており、円弧の長さも最長である。端部１６０、１６２にむかうに つれて、渦巻１５２の頂上部から谷部への距離は徐々に短くなり、円弧の長さも 徐々に短くなる。このように変形すれば、チューブ１５０に沿ったもっとも適切 な位置で、曲がり具合が改善される。 幅、高さ、形状、円弧の長さ、及び間隔を含む、具体的な襞部の設計要素を変 更することで、乱流と曲げとのバランスがよくなる。又、本発明の襞部は、任意 の形状とすることができ、目的とする用途に適合するようにできる。襞部の頂上 部は、平坦でも、丸くても、とがっていても、正方形でもよく、この他にも任意 の形状をとりうる。 本発明は、任意の適切な製造技術を用いる事で作成することができる。本発明 に用いるホース、チューブやラインを形成する際は押出しプロセスを用いること が望ましい。ある適切な押出し技術が米国特許第５,４６０,７７１号に記載され ており、この特許の記載はこの明細書に組み込まれるものとする。 本発明に用いるホースを形成するに際し、押出しヘッドから出てきた押出し成 形されたチューブ状の材質を適切な鋳型装置に導入する。この鋳型装置は複数の 部分的な型を有し、この型のそれぞれを上部と下部で構成し、これらの部分的型 が例えばキャタピラー式軌道のような適切な往復可能回転手段によって変位可能 に位置決めされるようにすることもできる。それぞれの部分的型は連続して位置 決めされ、内部の型の空洞部を細長くすることもできる。型には凹み部を選択的 に設けて、ホースに部分的に延伸する襞部を形成することもできる。例えば、凹 み部を型の一方にのみ設け、襞部がホースの円周の半分以内になるようにしても いい。同様に、凹み部を型の両方に設け、螺旋状にオフセットした襞部を設けて もいい。凹み部の具体的な形状は、加工される物質の具体的な特性と、所望の襞 部形状や間隔とで決定される。 本発明の好適な実施例を開示したが、当該技術に通常の技量を持つ者であれば 、この発明が教示する範囲で一定の変形が可能であることを理解できる。従って 、発明の正確な範囲と内容を決定する為に、特許請求の範囲を検討すべきである 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリンガー、ゲイリー・オー アメリカ合衆国、ミシガン州 48092、ワ ーレン、レッド・メイプル・ドライブ 4670

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両に使用されるのに適したチューブであり、内面と外面とにより規定さ れた薄い壁を有し、細長く、ほぼ筒状の本体を具備し、この本体は、第１並びに 第２の細長いセグメントを有し、この第１の細長いセグメントは、前記内面が前 記外面とほぼ平行になって、ほぼ一定の筒状断面を有し、 前記第２の細長いセグメントは、一定の直径の壁を有する第１の領域と、この 一定の直径の壁と対向した可変の直径の壁を有する第２の領域とを備え、この第 ２の領域は、チューブの曲がりを可能にするように前記壁に少なくとも１つの非 対称的な襞部を有するチューブ。 ２．前記チューブは、内径部分と外径部分とを規定するようにまげられること が可能であり、また、前記少なくとも１つの襞部は、内径部分に配置されている 請求項１のチューブ。 ３．前記襞部は、角度付けられた矩形サイン形状の１つを有する長手方向の断 面形状を有する請求項１のチューブ。 ４．前記少なくとも１つの襞部は、約３６０°よりも小さい円弧を規定するよ うにチューブの周方向に延びている請求項１のチューブ。 ５．前記少なくとも１つの襞部は、約４５ないし３１５°の円弧を規定するよ うにチューブの周方向に延びている請求項１のチューブ。 ６．前記円弧は、チューブの周囲の約半分に渡って延びている請求項５のチュ ーブ。 ７．前記第２の領域は、長手方向に同じ向きで配列された複数の襞部を有する 請求項１のチューブ。 ８．前記第２の領域は、長手方向にオフセットした螺旋バターンを有する請求 項１のチューブ。 ９．前記襞部は互いに平行な側面を有する請求項１のチューブ。 １０．前記襞部は、径方同内方へと狭くなるように傾斜した側面を有する請求 項１のチューブ。 １１．前記チューブは、複数の襞部を有し、第１のグループの襞部は、互いに 平行な側面を有し、また、他のグループの襞部は、傾斜した側面を有する請求項 １のチューブ。 １２．車両に使用されるのに適したチューブであり、内面と外面とにより規定 された薄い壁を有し、細長く、ほぼ筒状の本体と、 少なくとも１つの襞部とを具備し、この襞部は、前記壁の内面が、少なくとも １つの襞部を有する実質的に不規則な長手方向の剖分と対向するように配置され た実質的に平坦な長手方向の部分を有する様に、所定の場所に配置され、かつチ ューブの全周よりも短く延びているチューブ。 １３．前記チューブは、曲げ部を有するようにデザインされており、この曲げ 部の内径部分は、前記襞部を有し、また、外径部分は、前記実質的に平坦な長手 方向の部分を有する請求項１２のチューブ。 １４．前記チューブは、ブラスチック材の複合層を有する請求項１２のチュー ブ。 １５．前記少なくとも１つの襞部は、約４５ないし３５０°の円弧を規定する ようにチューブの周方向に延びている請求項１３のチューブ。 １６．前記円弧は、チューブの周囲の約半分に渡って延びていろ請求項１５の チューブ。 １７．前記第２の領域は、長手方向に同じ向きで配列された複数の襞部を有す る請求項１５のチューブ。 １８．前記第２の領域は、長手方向にオフセットした螺旋パターンを有する請 求項１５のチューブ。 １９．車両に使用されるのに適したチューブであり、内面と外面とにより規定 された薄い壁を有し、細長く、ほぼ筒状の本体を具備し、 この本体は、第１並びに第２の細長いセグメントを有し、この第１の細長いセ グメントは、前記内面が前記外面とほぼ平行になって、ほぼ一定の筒状断面を有 し、 前記第２の細長いセグメントは、一定の直径の内面を有する第１の領域と、こ の一定の直径の内面と対向した可変の直径の内面を有する第２の領域とを備え、 この第２の領域は、前記壁に形成された少なくとも１つの襞部を有し、また、 前記チューブは、内径部分と外径部分とを規定するように曲げが可能であり、 また、前記少なくとも１つの非対称的な襞部は、内径部分に配置されている、チ ューブ。 ２０．前記チューブは、複数の襞部を有し、各襞部は、傾斜した側面により、 横方向に離間した１対の谷部に接続された頂ぶより規定されており、また、前記 頂部から他に部への距離が前記第１の領域でほぼゼロになるように減少させるよ うに溝を有し、この溝は、第１の領域よりも第２の領域で実質的に大きくなるよ うなサイズを有する、請求項１９のチューブ。