JP2018510310A - 電線を包むためのコルゲートプラスチックチューブ - Google Patents

Abstract

本発明は、ワイヤを包むための軟質プラスチック製のコルゲートチューブに関し、その軸方向の長さにわたって分布していて、周方向に交互に連続した波形山（２）と波形谷（３）とを有する。波形山（２）はそれぞれ、コルゲートチューブ（１）の長手方向の軸線に垂直な断面に見られるように、その外周に沿った波形（４）を有し、その波形は、それぞれの波形山（２）の周方向に、半径方向に突出した領域および半径方向内側にオフセットした領域を交互に形成している。コルゲートチューブ（１）は、そのチューブの長さにわたって軸方向に延びていて、周方向に互いに隣接する壁部（５、６）を備え、壁部（６）は、波形（４）の半径方向に突出した領域を形成し、壁部（５）は、半径方向内側にオフセットした領域を形成する。これらの壁部（５、６）は、周方向に交互に変わる硬度の材料を含む。

Description

本発明は、コルゲートチューブに関する。このコルゲートチューブは、電線を包むための軟質プラスチック材料で形成されていて、その軸方向長さにわたって交互に連続して分布する周方向の山と谷とを有する。

この種のコルゲートチューブは、自動車産業などの利用分野で広範囲に使用されている。ケーブルやケーブルの織機、電線等は、コルゲートチューブの内部に収容され、それらを包囲するコルゲートチューブによって、好ましくない外部の影響から保護されている。

このようなコルゲートチューブの移動用途が関連する利用分野、すなわちロボット工学のようなロボットアームに沿って電線を敷設する場合、あるいは、敷設されたコルゲートチューブに継手の動きが連続的に作用するバス継手の場合、使用されるコルゲートチューブは、一方では優れた柔軟性を有し、他方では高い耐摩耗性を有していなければならない、という要件がある。しかしながら、これらの要件は、コルゲートチューブ用の材料としては相反する要件である。高い柔軟性を有する材料は、一般に高い接着性を有し、その結果として、耐摩耗性が低い。その一方で、高い耐摩耗性を有する材料は、一般に低摩擦性および比較的高い硬度を有する。これらの難点は、このような利用分野では、通常、コルゲートチューブをこの分野で使用するためにマルチパートソリューションの使用が必要であることを意味している。

この点から進んで、本発明は、改良されたコルゲートチューブを提供する目的に基づいていて、特に、プラスチック製の軟質コルゲートチューブの構造を提案する。この構造は、マルチパート構造を有さず、使用時に、高い柔軟性と同時に良好な耐摩耗性を有するという上述の要件を満足する。さらに本発明は、特に効果的な方法も提案する。

したがって、冒頭に述べた種類のコルゲートチューブの場合、これは、山がそれぞれ設けられることで達成され、山は、コルゲートチューブの長手方向の軸に垂直な断面に見られるように、コルゲートチューブの外周に沿った周方向の波形を有する。この波形は、それぞれの山の周方向に、半径方向に突出した領域と半径方向に凹んだ領域とを交互に形成している。そしてコルゲートチューブは、壁部を備える。壁部は、周方向に互いに隣接して配置されていて、チューブの長さにわたって軸方向に延びている。一方の壁部は、波形に半径方向に突出した領域を形成し、他方の壁部は、それぞれの半径方向に凹んだ領域を形成する。これらの壁部は、異なる硬度の材料を周方向に交互に含む。

このようにして、コルゲートチューブは、外側軸受面または複数の外側軸受点を有するものとして提供される。外側軸受面または複数の外側軸受点は、コルゲートチューブの他の部分よりも硬くまたは軟らかく、そのために、コルゲートチューブの高い弾性にかかわらず、より高い耐摩耗性（硬い軸受面）を達成し、あるいは、コルゲートチューブのより高い剛性にかかわらず、より良好な接着性（軟らかい軸受面）を達成する。

一つの実施形態によれば、半径方向に突出する領域を形成する壁部はそれぞれ、半径方向内側の領域を形成する他の壁部の材料よりも硬い材料でそれぞれ形成される。

さらなる実施形態によれば、壁部は、周方向に互いに平行に位置している。

したがってコルゲートチューブの場合、硬度の異なる２つの材料を有する構造が好ましく使用される。この構造では、硬度の低い材料の使用がコルゲートチューブの柔軟性を決定し、硬度の高い材料の使用がコルゲートチューブの耐摩耗性を決定する。これに関連して、コルゲートチューブの基本的な構造は、好ましくは、設置されかつ敷設された状態において、硬質材料から形成された壁部のみが、コルゲートチューブが敷設されている可動摩擦部材に摩擦接触するように設計される。硬質材料を有する壁部は、半径方向に突出しかつ軸方向に延びる長手方向部分として、コルゲートチューブの外周上に形成されていて、半径方向に突出する結果、対応する対向面との摩擦接触を形成する。

しかしながら、コルゲートチューブの他の壁領域は、対照的に、半径方向内側にオフセットされていて、このオフセットのために、相互摩擦部材に対して当接しない。そのため、他の壁領域は、好ましくは、硬度の低い材料に起因して、摩擦効果およびその結果として生じる摩擦なしに、コルゲートチューブの良好な柔軟性をもたらす。

この事実に起因して、コルゲートチューブの場合、好ましくは、異なる材料のうち一方が耐摩耗性の機能を担い、他方が柔軟性の機能を担う。コルゲートチューブの対応する壁部は、適切な材料を選択することによって設計可能である。問題になっている材料は、考慮する必要のあるそれぞれの他の要件なしに、まさに標的化方法で、耐摩耗性または柔軟性の規定された要件を満たす。

好ましくは、コルゲートチューブの外周には、チューブの長手方向に交互に配置された周方向の山および谷が設けられるだけでなく、周方向の波形がそれぞれの山の周方向に見られるように同様に形成される。すなわち、周方向の山の外周に沿って、硬質材料を有する２つの連続する壁領域の間には、軟質材料を有する中間の半径方向に凹んだ壁領域が常に存在し、これにより、コルゲートチューブの軸方向だけでなく、その周方向においても非常に良好な柔軟性を提供する。

多くの用途において、軟質材料はショアＡ硬度が１０〜７０の範囲のプラスチックであり、および／または、好ましくは、硬質材料はショアＤ硬度が４０〜９０の範囲のプラスチックであれば、特に有利であることが証明されている。

好ましくは、硬質材料は好適なポリプロピレン（ＰＰ）またはポリアミドであり、軟質材料は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）である。

有利な実施形態はまた、コルゲートチューブの壁部がそれぞれ、半径方向にその壁厚の全体を局所的に形成することを含む。

しかしながら、異なる有利な実施形態では、以下も提供できる。すなわち、硬質材料で形成された壁部はそれぞれ、コルゲートチューブの壁厚の一部のみにわたって半径方向に延びていて、一方、残りのコルゲートチューブは軟質材料で形成されている。この場合、壁部を形成する硬質材料は、この壁部の周方向に見られるように、コルゲートチューブの壁厚に異なる半径方向の範囲まで広がることもできる。しかし、硬質材料は、この壁部の幅の中間部においてコルゲートチューブの壁厚に最も広がっている。

コルゲートチューブの周囲にわたって分布した軟質材料および硬質材料で形成された壁部の数は、特に、特定用途の要件に従って選択できる。特に、両方の材料の壁部の数がそれぞれ１２個または１６個であることが、多くの用途に非常に有利であり、非常に適していることが証明されている。

コルゲートチューブのさらなる有利な実施形態は、壁部の形成する半径方向に突出した領域を含む。この領域は、山の周方向の波形にあり、硬質材料で形成されていて、コルゲートチューブの軸方向に見られるように、軟質材料で形成された隣接する壁部の幅よりも広い幅を有する。これにより特に、大きく局所的に有効な摩擦面が形成され、その結果として、摩擦の際には、互いに擦れ合う表面の圧縮荷重が低減され、そして、その結果として生じる摩耗も低減できる。

好ましくは、硬質材料で形成された壁部の形成する領域は、山の周方向の波形において半径方向に突出していて、周方向に見られるように、軟質材料で形成された隣接した壁部に対向する側で、それぞれの半径方向に向けられた軸方向のセットバックを通って、軟質材料で形成された隣接した壁部のそれぞれの対向側面に両側でつながっている。それによって、硬質材料を有する領域の波幅は、軟質材料で形成された隣接する壁部の領域の波幅よりも大きい。多くの場合、両方の領域間に約０．５ｍｍの軸方向のセットバックが推奨されることが分かっている。

コルゲートチューブは、移動用途において特に必要であることが以前に証明されていたマルチパート構造の必要性を回避する。またコルゲートチューブは、比較的単純な設計であり、共押出による公知の押出技術で容易に製造できる。この方法では、軟質材料を主押出機から押出し、硬質材料を補助押出機から押出す。主押出機から来る軟質材料の溶融物は、トーピードに供給されて環状に拡張される。プレート分配器がトーピードとスプレーノズルとの間に配置され、分配器が、硬質材料の溶融物を補助押出機に導入する。次いで、プレート分配器は、硬質材料の溶融物を、種々の排出口を介して軟質材料の通過流に導入し、導入中に軟質材料を局所的に移動させる。軟質材料では、硬質材料の半径方向の溶込み深さは、その温度と圧力によって制御できる。硬質材料の軸方向ストリップを有するコルゲートチューブ用の素体が製造される。素体は、コルゲートチューブの最終形状を成形するために、下流のコルゲータに供給できる。コルゲータを通過した後、コルゲートチューブは、硬質材料の波形の軸方向ストリップと、軟質材料の波形の軸方向ストリップとを有する。対応する波形は、コルゲートチューブの軸方向に伝搬方向を有する。

本発明の実施形態は、図面を参照して原則としておよび例としてより詳細に以下に説明する。

コルゲートチューブの正面図である。 図１のコルゲートチューブの側面図である。 図１のＡの拡大詳細を示す図である。 図２のＢの拡大詳細を示す図である。 コルゲートチューブの他の実施形態の正面図である。 図５のＣの詳細の拡大詳細図である。

図１の正面図および図２の側面図には、長手方向の中心軸線Ｍ−Ｍを有するコルゲートチューブ１が示されている。実際には、このようなコルゲートチューブは、図面では省略されているが、導線やケーブル等を収容するために多用されている。

図２は、コルゲートチューブ１が、軸方向の長さＬにわたって分布した山２および谷３を備えていることを示している。山２および谷３は、交互に連続していて、それぞれ周方向に延びている。

図１の正面図では、半径方向の外周は、山２の外周を示している。図１はまた、その半径方向の外周での山２は、その周方向に見られるように、周方向の波形４を有することを示している。この場合、半径方向に突出した部分１０と半径方向に凹んだ部分１１が、周方向に見られるように、それぞれの山２の波形４によって形成されている。図１および図２に示すコルゲートチューブ１の場合、それぞれ１６個の半径方向に突出した部分１０と、これらの間の１６個の半径方向に凹んだ部分１１とが、周方向に沿って形成されている。しかしながら、このような様々な半径方向に突出した部分１０および半径方向に凹んだ部分１１は、それぞれの山２の外周に、例えば、わずか１２個または８個だけでなく、１６個以上も形成できる。半径方向に突出した部分１０および半径方向に凹んだ部分１１の数は、コルゲートチューブ１が意図される用途領域の要件に従い適切に選択される。

図１に示すコルゲートチューブ１の円形内周ライン１２は、コルゲートチューブ１の内部の谷３の、特に円形の、内周を再現する。

図１にも示されているように、コルゲートチューブ１は、個々の壁部５および壁部６を含む。壁部５および壁部６は、互いにつながっていて、並んで配置されていて、コルゲートチューブ１の長手方向に見られるように、その全長Ｌにわたって軸方向に延びている。壁部５は、それぞれ波形４の半径方向に凹んだ領域を形成する。壁部６は、波形４の半径方向に突出した領域を形成する。この場合、壁部５は、半径方向の内側領域を形成し、柔軟で弾性のあるプラスチックを含む。このプラスチックは、隣接する壁部６の柔軟で弾性のあるプラスチックとは異なる硬度を有する。隣接する壁部６は、コルゲートチューブ１の半径方向に突出した部分を形成する。すなわち、半径方向に突出した壁部６の材料は、半径方向に凹んだ部分５の材料よりも硬い。

図３は、図１のＡの詳細を示していて、半径方向に大きく拡大した詳細図であり、概略的な形態を示している。

図３は、山２の半径方向の壁厚Ｄを示している。山２は、その半径方向の外周上に波形４を有する。図３は、コルゲートチューブ１の周方向に互いに隣接する壁部５および壁６を概略的に示している。硬質プラスチックの壁部６はハッチングで示されている。一方、これらの壁の両側に隣接する壁部５は、軟質プラスチックで形成されていて、ハッチングなしで示されている。

それぞれの山２の周方向の波形４の結果として、軟質材料で形成された壁部５と硬質材料で形成された壁部６とは、互いに隣り合って交互に周方向に配置されている。

図４は、図２のＢの詳細を示していて、高倍率での詳細な側面図である。軸方向に延びる軟質材料の壁部５と、半径方向に並んだ硬質材料の壁部６とが明示されている。このようにして、硬質材料の波形の軸方向ストリップ６ａおよび軟質材料の波形の軸方向ストリップ５ａが、コルゲートチューブ１の長手方向に形成される。コルゲートチューブ１の壁は、好ましくは、相互に一体的につながっていて交互にかつ隣接して配置されたストリップ５ａ、６ａから全体が形成されている。例えば、このようなストリップ５ａ、６ａの８〜１６個（またはそれ以上またはそれ以下）がコルゲートチューブ１の壁を形成できる。

したがって図４は、壁部６が、周方向の波形４において半径方向に突出した領域を形成し、コルゲートチューブ１の軸方向に見られるように幅Ｂを有することを示している。幅Ｂは、周方向の両側に隣接する軟質材料の壁部５の幅ｂよりも大きい。これらの壁部５は、周方向の波形４において半径方向に凹んだ部分を形成する。

したがって図４に示すように、硬質材料の各壁部６は、それぞれの山２に沿って、その周方向に見られるように、それぞれの半径方向に向けられた軸方向のセットバックａを通って、軟質材料で形成された隣接する壁部５の対向側面８に両側で通じている。図１〜図４に示す構成のコルゲートチューブ１が、その外面を任意の摩擦対向面に当接させると、外周の周方向で半径方向に突出する壁部６の突出面のみが対向面に当接でき、一方、半径方向に凹んだ壁部５がこの対向面に当接できないことは容易に理解できる。仮に、対向面とそれに接触する壁部６の領域との間で相対運動が生じる場合、これは、硬質材料の壁部６のみが、軟質材料で形成された隣接する壁部５よりも大きな耐摩耗性を有し、摩擦プロセスに関与することを意味する。そのため、壁部６の硬質プラスチック材料のみが、摩擦対向面に対するコルゲートチューブ１の耐摩耗性を決定する。

一方、半径方向に凹んだ壁部５の軟質材料は、コルゲートチューブ１全体の柔軟な挙動を決定し、したがって、壁部６の硬質材料がコルゲートチューブ１の全体的な柔軟性に好ましくない影響を及ぼすことなく設計できる。

コルゲートチューブ１の多少異なる実施形態が、図５の正面図に示されている。そこに示されているＣの詳細が、図６の拡大詳細図に（断面として）示されている。

ここで示される実施形態は、図１に示す実施形態とは異なっていて、波形４において突出した領域を示す壁部６が、もはや山２の全体の厚さＤにわたって半径方向に延びていない。しかし、壁部６は、図６の拡大詳細図にハッチングで示されているように、これらの領域の全体の厚さＤの一部のみにわたって半径方向に延びている。一方、壁部５の軟質材料はハッチングで示されていない。

この場合、壁部６が山の壁厚Ｄに部分的にのみ入り込む領域（図６のハッチングで示す領域）のみが、硬質材料を含む。一方、壁厚Ｄの残りの部分は、壁部５の軟質材料を含む。

この実施形態は、コルゲートチューブ１の特に高い柔軟性を達成することを可能とし、この柔軟性は、図１〜図４に示す実施形態よりも高い。

しかしながら、図１〜図４の実施形態のように、硬質材料の半径方向に突出する壁領域６のみが、対向面と摩擦接触することは、さらに再び保証されている。図５および図６の実施形態では、壁部６の硬質材料は、摩擦プロセスに利用可能であり、図１〜図４の第１の例示的な実施形態の場合よりも、全体的に小さな半径方向の厚さにわたって半径方向に延びている。そのため、図５および図６に示すようなコルゲートチューブ１の構造は、予期される摩擦プロセスがいくらか低い摩耗をもたらすと予想される場合には、特に重要である。

壁部５および壁部６の材料として使用される適切な軟質プラスチックは、軟質材料の場合には、ショアＡ硬度が好ましくは１０〜７０の範囲を有するものであり、壁部６の硬質材料の場合には、ショアＤ硬度が好ましくは４０〜９０の範囲を有するものである。

硬質材料には、ポリプロピレン（ＰＰ）または適切なポリアミド（ＰＡ）例えばＰＡ１２またはＰＡ６１２から形成されたプラスチックを使用することが好ましい。軟質材料の場合には、適切な熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）から形成されたものを使用することが好ましい。

図１〜図４に示される構造、または、図５および図６に示される構造を有するコルゲートチューブ１は、その周囲に分布した軟質プラスチックで形成された壁部５により、非常に柔軟性がある。この柔軟性は、硬質プラスチックで形成された壁領域６からの影響を受けることはない。むしろ、軟質プラスチックで形成された壁領域５は、所望の柔軟性に関してまさに標的化方法で選択して構成することができる。

対照的に、硬質プラスチックで形成された壁領域は、コルゲートチューブの周上に見られるように、山の半径方向に突出した部分を形成していて、摩擦プロセスに関与している。この摩擦プロセスは、壁領域に対して当接している面が動くことで引き起こされる。これらは、所望の摩擦特性および耐摩耗性に関して、これらの特性による影響を受ける硬度の低い材料を有する壁領域５を用いることなく、適切な材料選択によって極めて具体的に設計することもできる。

Claims (12)

1. 電線を包むための軟質プラスチック材料で形成されたコルゲートチューブ（１）であって、その軸方向の長さにわたって交互に連続して分布した周方向の山（２）および谷（３）を有し、
   前記山（２）はそれぞれ、コルゲートチューブ（１）の長手方向の軸線（Ｍ−Ｍ）に垂直な断面に見られるように、外周に沿った波形（４）を有し、該波形（４）は、それぞれの山（２）の周方向に、半径方向に突出した領域および半径方向に凹んだ領域を交互に形成していて、
   コルゲートチューブ（１）は、周方向に互いに隣接していてチューブの長さにわたって軸方向に延びる壁部（５、６）を備え、その一方の壁部（６）は、波形（４）の前記半径方向に突出した領域を形成し、他方の壁部（５）は、前記半径方向に凹んだ領域を形成し、これらの壁部（５、６）は、周方向に交互に異なる硬度の材料を含むことを特徴とするコルゲートチューブ。
2. 前記半径方向に突出した領域を形成する前記一方の壁部（６）はそれぞれ、半径方向内側の領域を形成する前記他方の壁部（５）の材料よりも硬い材料を有す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。
3. 前記壁部（５、６）はそれぞれ、前記コルゲートチューブ（１）の壁厚（Ｄ）全体を半径方向に形成していることを特徴とする請求項１または２に記載のコルゲートチューブ。
4. 硬質材料で形成された前記壁部（６）はそれぞれ、前記コルゲートチューブ（１）の前記壁厚（Ｄ）の一部のみにわたって半径方向に延びていて、一方、残りのコルゲートチューブ（１）は、軟質材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコルゲートチューブ。
5. 前記軟質材料は、ショアＡ硬度が１０〜７０の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。
6. 前記硬質材料は、ショアＤ硬度が４０〜９０の範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。
7. 軟質材料および硬質材料で形成された壁部（５、６）の数はそれぞれ、１２個または１６個であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。
8. 前記山（２）の周方向の波形（４）において、前記硬質材料で形成された前記壁部（６）の形成する前記半径方向に突出した領域は、コルゲートチューブ（１）の軸方向に見られるように、軟質材料で形成された隣接する壁部（５）の幅（ｂ）よりも広い幅（Ｂ）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。
9. 前記硬質材料で形成された前記壁部（６）の形成する領域は、前記山（２）の前記波形（４）において半径方向に突出していて、周方向に見られるように、軟質材料で形成された隣接する壁部（５）に対向する側で、半径方向に向けられた軸方向のセットバック（ａ）を通って、軟質材料で形成された隣接する壁部（５）のそれぞれの対向側面（８）に両側でつながっていることを特徴とする請求項８に記載のコルゲートチューブ。
10. 前記硬質材料は、ＰＰまたはＰＡを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。
11. 前記軟質材料は、ＴＰＥを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。
12. 前記壁部（５、６）は、周方向に互いに平行に位置していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のコルゲートチューブ。

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