口金付樹脂管の製造方法
【課題】 口金と樹脂管との接合部における気密性の高い口金付樹脂管を容易に製造できるようにする。
【解決手段】 口金より熱膨張率が大きい棒材を用い、樹脂管を構成する樹脂管構成材を棒材に巻き付けて筒状にして、樹脂管構成材の筒状にされた一端部を口金内に、当該一端部内に棒材を、これら３者を略同軸にして配置した上で加熱する加熱工程を備え、本加熱工程により、樹脂管構成材を溶融させつつ、口金と棒材の熱膨張率差により前記一端部に口金からの外圧及び棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を口金の内周面に圧着保持して前記一端部の外周面を口金の内周面に融着させ、樹脂管を成形するようにした。
【解決手段】 口金より熱膨張率が大きい棒材を用い、樹脂管を構成する樹脂管構成材を棒材に巻き付けて筒状にして、樹脂管構成材の筒状にされた一端部を口金内に、当該一端部内に棒材を、これら３者を略同軸にして配置した上で加熱する加熱工程を備え、本加熱工程により、樹脂管構成材を溶融させつつ、口金と棒材の熱膨張率差により前記一端部に口金からの外圧及び棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を口金の内周面に圧着保持して前記一端部の外周面を口金の内周面に融着させ、樹脂管を成形するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口金付樹脂管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、航空・宇宙機では、機体軽量化が求められており、航空機では翼、胴体など様々な部位に、比強度の高い繊維強化樹脂複合材が多用され始めている。
航空・宇宙機に用いられる配管はアルミやチタンなどの金属配管が主流であるが、配管も繊維強化樹脂複合材化することによって、軽量化が可能である。
現在、繊維強化樹脂複合材を使用した配管としては、繊維強化樹脂の耐食性を利用した汚水配管等（最大内圧1.0MPa以下）が航空宇宙分野以外の一般産業用として実用化されている。
しかし、航空・宇宙機用途では、耐圧性、気密性（ガスバリア性）とともに軽量性が求められる。繊維強化樹脂複合材だけでは気密性の確保が難しく、配管内部を通る媒体が漏れてしまうおそれがある。
【０００３】
特許文献１，２には、繊維強化樹脂複合管の製造方法が記載されている。特許文献２には、繊維強化樹脂複合管の最内層に樹脂のみからなる内面保護層（７）が形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７７３９１号公報
【特許文献２】特開２００１−２７０００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１，２には、口金付樹脂管、すなわち、配管の接続に用いられる口金が接合された樹脂管やその製造方法は記載されていない。
【０００６】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、口金付樹脂管の口金と樹脂管との接合部における気密性の維持を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管を製造する方法であって、
前記口金より熱膨張率が大きい棒材を用い、
前記樹脂管を構成する樹脂管構成材を筒状にして、前記樹脂管構成材の筒状にされた一端部を前記口金内に、当該一端部内に前記棒材を、これら３者を略同軸にして配置した上で加熱する加熱工程を備え、
前記加熱工程により、前記樹脂管構成材を溶融させつつ、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して前記一端部の外周面を前記口金の内周面に融着させ、前記樹脂管を成形するようにしたものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記樹脂管を構成する樹脂材料からなるシート材を前記棒材に所望の複数回巻き付けて前記樹脂管構成材を筒状に保持して、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記シート材が液晶ポリマーのシート材である請求項２に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記棒材の外周部が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムである請求項４に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記棒材は、内棒材と、前記内棒材の外周面に形成された外周部材とからなり、
前記外周部材は、前記内棒材より熱膨張率が大きい材料からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記外周部材が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなり、前記内棒材が金属からなる請求項６に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムからなる請求項７に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１５】
請求項９記載の発明は、前記口金から延出した部分の前記樹脂管構成材の外周面を、前記樹脂管の外周面に対応した内周面が形成されたメス型治具により前記口金の端面との際から被った上で、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行する請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、前記加熱工程後、前記口金が前記メス型治具に固定保持された状態を維持しながら、前記棒材を前記樹脂管から抜き取る請求項１０に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、前記樹脂管が延出する側にあたる前記口金の端部に、前記加熱工程に耐える耐熱テープを巻き付け、前記メス型治具の内周面を前記耐熱テープに圧着して前記口金と前記メス型治具との隙間を埋めた状態で、前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行し、当該加熱工程において前記耐熱テープで前記樹脂管構成材の溶け出した樹脂の流れをせき止める請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管の前記口金から延出した部分の前記樹脂管の内部に、他の樹脂管から延出する棒状の中子の延出部を挿入して、その挿入される端部の先端面を前記口金内まで及ばせて、前記樹脂管の端面と、前記他の樹脂管との端面を合わせ、その継ぎ目を樹脂材で覆い、前記口金及び前記中子より熱膨張率が大きい棒材を前記口金内の前記樹脂管内に配置した上で加熱する加熱工程を実行し、
前記加熱工程により、前記両樹脂管及び前記樹脂材を溶融させるとともに、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して、前記樹脂管と前記他の樹脂管とを溶融結合させ一本化する口金付樹脂管の製造方法である。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、前記中子を水溶性の材料で構成し、前記加熱工程後に、前記中子を水に溶かして取り除く請求項１３に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００２１】
請求項１５記載の発明は、前記加熱工程を、前記樹脂管又は前記樹脂管構成材と、前記口金及び前記棒材その他の付設される治具とをバギングしてオートクレーブで加熱・加圧して行う請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の口金付樹脂管を製造する方法によれば、樹脂管構成材の加熱溶融時に、口金より熱膨張率が大きい棒材によって樹脂管構成材の一端部の外周面を口金の内周面に圧着保持するので、樹脂管の一端部の外周面が口金の内周面に被着接合した本発明の口金付樹脂管を容易に製造することができるという効果がある。
【００２３】
本発明にかかる口金付樹脂管の製造方法により製造された口金付樹脂管によれば、樹脂管の一端部が口金内に配置され、前記一端部の外周面が口金の内周面に被着接合しているので、配管内の圧力が増しても樹脂管は口金の内周面に押圧されて口金との密着性を高め、口金接合部における気密性を内圧の上昇に従ってより高く維持でき、管内媒体が漏れにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管の下半身側面図及び上半身断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る複合棒材の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る複合棒材を成形するため金型の上面図(a)及びＡ−Ａ断面図(b)である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合棒材にシート材を巻き付ける様子を示した斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管構成物に複合棒材を付設した状態を示す断面図（但し、口金の下半身は側面図）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管構成物にメス型治具を含む治具を付設した状態を示す断面図（但し、口金及びメス型治具の下半身は側面図）である。
【図７】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管の継ぎ足し工程を含む工程図である。
【図８】本発明の他の一実施形態に係るシリコンゴムのみからなる棒材を用いた場合の加熱工程実行後の状態を示す断面図（但し、口金の下半身は側面図）である。
【図９】本発明の他の一実施形態に係る口金付樹脂管に樹脂管を継ぎ足した状態を示す断面図（但し、口金の下半身は側面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００２６】
〔口金付樹脂管の構成〕
まず、本実施形態の口金付樹脂管につき説明する。図１に示すように、本口金付樹脂管は、口金１と、樹脂管２と、外管３とから構成される。樹脂管２は熱可塑性でガスバリア性の高い樹脂である液晶ポリマーからなり、外管３は高強度で高耐圧が発揮できる炭素繊維強化樹脂複合材からなる。したがって、本口金付樹脂管は、樹脂管２の気密層と、外管３の耐圧層とによる２層構造により、耐圧性と、高い気密性（ガスバリア性）とを有する。
【００２７】
口金１は、チタン等の金属製である。口金１は口部１ａと、首部１ｂとからなる。口部１ａは他の管に接続される部分である。首部１ｂは、外管３を接合させる部分である。口部１ａの内周面と首部１ｂの内周面とは、連続した一つの円筒面で構成される。首部１ｂの外周面は、先細りなテーパ形状に形成されている。樹脂管２の一端部２ａの外周面は、口金１内に配置され口金１の内周面に融着により被着接合している。樹脂管２の延出部２ｂが口金１内から延出している。外管３の一端部３ａは、首部１ｂの外周面に接合している。外管３の延出部３ｂは、首部１ｂより延出する。樹脂管２の延出部２ｂの外周面に外管３の延出部３ｂの内周面が接合している。
【００２８】
仮に、口金１の外側に樹脂管２を配置すると、内圧により樹脂管２が口金１から剥がれてしまう方向に力が働き、漏れが発生しやすい構造となってしまう。
しかし、本口金付樹脂管によれば、樹脂管２の一端部２ａが口金１内に配置され、一端部２ａの外周面が口金１の内周面に被着接合しているので、配管内の圧力が増しても樹脂管２は口金１の内周面に押圧されて口金１との密着性を高め、口金接合部における気密性を高く維持でき、漏れにくい構造となっている。
また、本口金付樹脂管によれば、口金１によって本発明の配管のみならず、金属製の既存の配管と接続することができ、配管設備に対して全面的及び部分的な適用が可能である。
【００２９】
〔口金付樹脂管の製造方法１〕
次に、本口金付樹脂管の製造方法１につき説明する。
口金１を製作又は入手する一方、図２に示すような複合棒材４を製作する。
複合棒材４は、アルミニウムの内棒材４ａと、内棒材４ａの外周面に形成されたシリコンゴムの外周部材４ｂとからなる。外周部材４ｂの形成は、金型を用いた成形により次のように行うことができる。図３に示すような両端開口の円柱空間５ａ−１が形成された主型５ａの下端に、穴５ｂ−１が形成された底型５ｂを連結して蓋をする。次に、主型５ａの上端開口からからシリコン材料を注ぎ込んだ後、内棒材４ａを挿入し、内棒材４ａの下端部を穴５ｂ−１に嵌入する。次に、孔５ｃ−１が形成された上型５ｃを主型５ａの上端に連結するとともに内棒材４ａの上端部を孔５ｃ−１に挿入して、内棒材４ａを円柱空間５ａ−１の中心位置に固定する。その後、シリコン材料を硬化させた後、型を開いて、出来上がった複合棒材４を取り出す。
【００３０】
複合棒材４は、全体として口金１より熱膨張率が大きい構成物である。複合棒材４を用いることが好ましいが、複合棒材４に代えてシリコンゴムのみからなる棒材を用いても良い。
【００３１】
複合棒材４が得られたら、図４に示すように外周部材４ｂの外周にその周方向に沿って液晶ポリマーのシート材６を複数回巻き付けてシート材６を筒状に保持する。この場合、シート材６が樹脂管構成材である。液晶ポリマーのシート材は、市販のものが利用可能である。シート材６にタック性がない場合は、シート材６を筒状に保持するために、粘着テープ、粘着糊等の固定手段を使用する。シート材６を巻き付ける本方法によると、シート材６の厚みの選択と、巻き回数の選択によって所望の樹脂管２の厚みを精度よく均一に得られ易い。
【００３２】
次に、図５に示すように、口金１にシート材６を巻き付けた複合棒材４を挿入することにより、シート材６の筒状にされた一端部を口金１内に、当該一端部内に棒材を、これら３者を略同軸にして配置した状態とする。また、図５に示すように口金１の首部１ｂに耐熱テープ７を巻き付ける。
【００３３】
次に、図６に示すようにメス型治具８にセットする。メス型治具８は、上型８ａ及び下型８ｂからなる金型で、樹脂管２の外周面に対応した内周面が形成されており、中心軸を通る平面で上型８ａと下型８ｂとに分割された構造である。
図５に示す状態にされた口金１、シート材６、複合棒材４及び耐熱テープ７（図６において図示略）を、図６に示すように、すなわち、首部１ｂ及び延出部６ｂを上型８ａと下型８ｂとで挟みつけボルト等によって上型８ａと下型８ｂとを締結する。これにより、メス型治具８に口金１を固定保持するとともに、メス型治具８の内周面を耐熱テープ７に圧着して口金１とメス型治具８との隙間を埋めた状態とする。またそれとともに、シート材６の延出部６ｂをメス型治具８により口金１の端面１ｃとの際から被って全体を拘束させる。これは、加熱工程時の複合棒材４の膨張により口金１の端面１ｃの位置でシート材６にせん断力が生じ、出来上がった樹脂管２に亀裂や局所的変形を生じさせないためである。そのため、メス型治具８の首部１ｂに対応する部分は、首部１ｂに沿ってテーパ状に形成し、延出部６ｂより大径に形成しておく。また、離型の容易や成形具合の調整を目的として延出部６ｂの全体を耐熱フィルムで被っておくとよい。
メス型治具８に口金１を固定保持するのは、樹脂管の延出部２と口金１との位置関係を固定するためである。
【００３４】
図６に示すようにセットされた口金１、シート材６、複合棒材４、耐熱テープ７（図６において図示略）及びメス型治具８をバギングする、すなわち、これらを耐熱バッグに入れて当該バック内を真空引きして締め付け固縛する。これを、オートクレーブで加熱・加圧して加熱工程を行う。
本加熱工程により、シート材６を溶融させつつ、口金１と複合棒材４の熱膨張率差により一端部６ａに口金１からの外圧及び複合棒材４からの内圧を生じさせて一端部６ａの外周面を口金１の内周面に圧着保持して一端部６ａの外周面を口金１の内周面に融着させる。また、本加熱工程によりシート材６は複合棒材４やメス型治具８によって成形され、樹脂管２となる。
また、本加熱工程時にシート材６の溶け出した樹脂の流れ出しは、耐熱テープ７でせき止められる。
【００３５】
本加熱工程が終了したら、耐熱バッグを開け、口金１がメス型治具８に固定保持された状態を維持しながら、複合棒材４を樹脂管２から抜き取る。このとき、樹脂とシリコンは密着性が高いため、樹脂管２からシリコンの外周部材４ｂを剥がし難くなることがある。この場合、外周部材４ｂからアルミニウムの内棒材４ａを先に抜き出し、その後に樹脂管２から外周部材４ｂを剥がすとよい。シリコンの外周部材４ｂは壊して剥がし、リサイクルに回すもよい。
その後、メス型治具８を外し、付設された耐熱テープや耐熱フィルムを剥がす。これにより、口金付樹脂管１０（図７(a)に図示）が得られる。
以上の手順とは逆に、メス型治具８を外した後に、複合棒材４を樹脂管２から抜き取ると、口金１の軸と複合棒材４や内棒材４ａに加える力の方向にぶれが生じて樹脂管２を端面１ｃで傷つけるおそれがある。そのため、適当な固定治具が必要となるが、上記手順によれば、メス型治具８を口金１及び延出部２ｂの固定治具としてそのまま用いることができ、樹脂管２の損傷発生を回避し易い。
【００３６】
次に、首部１ｂ及び延出部２ｂの周りに、炭素繊維強化樹脂複合材製の外管３を既存の方法により形成して、図１に示した本実施形態の口金付樹脂管を得る。
口金付樹脂管１０の長さが単一であっても、別途、図７(b)に示す所望の一種又は多種の長さの樹脂管１１を樹脂管２と同径に製作しておき、図７(c)に示すように口金付樹脂管１０に継ぎ合わせて所望の長さの管を得ることができる。この場合、樹脂管１１の製造は、アルミ棒等の棒材１２に液晶ポリマーのシート材を巻き付け、バギングしてオートクレーブで成形して行う。
次に図７(c)に示すように棒材１３を介して口金付樹脂管１０と樹脂管１１とを継ぎ合わせ、継ぎ目を液晶ポリマーのシート材１４で覆った上、バギングしてオートクレーブで成形する。その後、図７(d)に示すように、口金首部及び露出した樹脂管の周りに炭素繊維強化樹脂複合材製の外管１５を形成する。
【００３７】
以上の様な製造方法によるので、材料の選択としては、外周部材４ｂは、内棒材４ａより熱膨張率が大きい材料を選択する。複合棒材４の外周面を効果的に膨張させるためである。複合棒材４を使用する場合でも、シリコンゴムのみからなる棒材を使用する場合でも、棒材の外周部が、上記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材であることが好ましい。シート材６を均一に押圧するためである。ゴム材はシリコン以外の組成のものでもよい。いずれにしても棒材の材料は限定されない。適度な熱膨張率があって加熱工程時に溶融など不都合な変化をせずにシート材６を均一に押圧し、良好な結果物が得られればどんな材料でも良い。
【００３８】
しかし、本発明者らの試行によると、次のようなことがわかっている。
図８は、シリコンゴムのみからなる棒材９を用いた場合の加熱工程実行後の状態を示している。棒材９を構成するシリコンが加熱工程時に径方向について拘束された結果、軸方向に大きく膨張し、樹脂管２の開口端から膨れ出ている。この場合、棒材９を樹脂管２から取り除き難い。このような結果を見越して、棒材９の外径を小さくすると、棒材９に巻き付けられて保持されているシート材６と口金１との間に遊びが多くなり、シート材６と口金１との適切な位置関係を維持して、良好な成型結果を得ることが難しい。また、加熱工程後に内棒材４ａを先に抜き出すという上記方法を採れないので、取り出しに難は残る。
以上の様な試行結果に基づき、上記の複合棒材４を用いた方法を提案したものである。複合棒材４によれば、内棒材４ａ及び外周部材４ｂ材のそれぞれの材料、直径を選択することにより、適当な外径で、適当な熱膨張率の棒材が得られる。
【００３９】
〔口金付樹脂管の製造方法２〕
次に、本口金付樹脂管の製造方法２につき説明する。
本製造方法は、図９に示すように、口金付樹脂管１０に対して樹脂管１６を継ぎ足す方法である。
口金付樹脂管１０を、上記製造方法１に従って製作する。
別途、樹脂管１６を次のように製作する。
塩等の水溶性材料を型で丸棒状に固めて水溶性中子１７とする。水溶性中子１７をその軸に曲線部（図示せず）が含まれた任意の形状、又はその軸に曲線部が含まれない直線形状に成形する。
【００４０】
水溶性中子１７に液晶ポリマーのシート材を巻き付け、バギングしてオートクレーブで樹脂管１６を樹脂管２と同径に成形する。
【００４１】
次に、図９に示すように、口金付樹脂管１０に口金１と逆側の樹脂管２の開口から樹脂管１６から延出する水溶性中子１７の端部を挿入する。このとき、水溶性中子１７の挿入される端部の先端面を口金１内の位置Ｂまで及ばせるとともに、樹脂管２の端面と、樹脂管１６との端面を合わせる。一方、複合棒材１８を口金１内の樹脂管２内に配置する。複合棒材１８は、上記複合棒材４と同様に、アルミニウムからなる内棒材１８ａとシリコンゴムからなる外周部材１８ｂとからなるものである。但し、複合棒材１８の口金に挿入される端部においては、内棒材１８ａと外周部材１８ｂの端面は揃ったものとする。加熱工程において、膨張するシリコンの外周部材１８ｂによって端面１ｃとの際において樹脂管２の延出部２ｂを押圧しないようにする。そのために、水溶性中子１７の先端面の位置Ｂを口金１内に配置する。これにより、端面１ｃにおける樹脂管２の損傷が防がれる。
樹脂管２と、樹脂管１６との継ぎ目を液晶ポリマーのシート材１９で覆う。また、端面１ｃ周辺の保護強化のため、端面１ｃを中心にした部位を液晶ポリマーのシート材２０で覆う。
【００４２】
以上のようにしてセットしたものを、バギングしてオートクレーブで成形する。すなわち、本加熱工程により、樹脂管２，１６及びシート材１９，２０を溶融させるとともに、口金１と複合棒材１８の熱膨張率差により一端部２ａに口金１からの外圧及び複合棒材１８からの内圧を生じさせて一端部２ａの外周面を口金１の内周面に圧着保持して、樹脂管２と樹脂管１６とを溶融結合させ一本化する。樹脂管２の溶融時に、その一端部２ａの外周面を口金１の内周面に圧着保持しているので、一端部２ａと口金１との剥離は生せず、両者の融着は保持される。
【００４３】
加熱工程後、水溶性中子１７を水に溶かして取り除く。溶かして取り除くので、上述した曲線部が含まれた任意の形状に樹脂管１６を形成する場合に、特に本製法は有効である。樹脂管１６が直線形状である場合にも、中子を取り除きやすいので利点はある。
【実施例１】
【００４４】
ここで、本発明の実施の参考のために、本発明者らが実施して良好な結果が得られた一例の実施例の情報を開示する。
【００４５】
本実施例で用いた口金１の内径は、直径22.04（ｍｍ）、液晶ポリマーのシート材の厚みは0.1（ｍｍ）、内棒材４ａの外径は直形16（ｍｍ）、外周部材４ｂの外径は直径20.64（ｍｍ）である。
本実施例で用いた口金１のチタン（Ｔｉ）製、内棒材４ａはアルミニウム製、外周部材４ｂはシリコン製、水溶性中子１７は塩化ナトリウム製である。チタン（Ｔｉ）の熱膨張係数は8.8×１０−６（/℃）である。本発明者らの測定によると、水溶性中子１７に使用した塩化ナトリウムの熱膨張係数は41.9×１０−６（/℃）で、外周部材４ｂに使用したシリコンの熱膨張係数は241.8×１０−６（/℃）であった。本発明者らが使用した液晶ポリマーのシート材は、ロールに巻かれた状態でメーカから供給されたもので、メーカ仕様で融点は280（℃）、熱膨張係数は−8.3〜−12.8×１０−６（/℃）である。
上記耐熱テープ、耐熱フィルム、耐熱バッグの生地としては市販のポリィミドフィルムを用いた。
【００４６】
以上の仕様のものを用い、外周部材４ｂに液晶ポリマーのシート材を６回強巻いて、バギングしてオートクレーブで加熱工程を実行した。
【００４７】
以上の実施形態及び実施例に拘わらず、樹脂管の製法は、棒材に巻き付ける方法に依らなくてもよい。他の製法により製造した樹脂管内に棒材を配置した状態として、口金との接合工程を実施してもよい。
また、液晶ポリマーに代え、他の樹脂材料を使用してもよい。但し、必要な機密性その他の特性を確保することに注意を要する。
また、シリコンゴムに代えて、他のゴム材、その他の材料を使用してもよいし、加熱工程において樹脂管を口金の内周面に十分に押圧する熱膨張率が得られれば材料は問わない。
また、口金の材料、内棒材の材料も、本発明の目的に適う限り適宜選択すればよい。
また、上記実施形態にあっては、繊維強化樹脂複合材製の外管を必要な耐圧を確保するために適用した。用途によっては、この外管を付けなくても配管として使用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 口金
２ 樹脂管
３ 外管
４ 複合棒材
４ａ 内棒材
４ｂ 外周部材
６ シート材
７ 耐熱テープ
８ メス型治具
９ 棒材
１０ 口金付樹脂管
１１ 樹脂管
１２ 棒材
１３ 棒材
１４ シート材
１５ 外管
１６ 樹脂管
１７ 水溶性中子
１８ 複合棒材
１８ａ 内棒材
１８ｂ 外周部材
１９ シート材
２０ シート材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口金付樹脂管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、航空・宇宙機では、機体軽量化が求められており、航空機では翼、胴体など様々な部位に、比強度の高い繊維強化樹脂複合材が多用され始めている。
航空・宇宙機に用いられる配管はアルミやチタンなどの金属配管が主流であるが、配管も繊維強化樹脂複合材化することによって、軽量化が可能である。
現在、繊維強化樹脂複合材を使用した配管としては、繊維強化樹脂の耐食性を利用した汚水配管等（最大内圧1.0MPa以下）が航空宇宙分野以外の一般産業用として実用化されている。
しかし、航空・宇宙機用途では、耐圧性、気密性（ガスバリア性）とともに軽量性が求められる。繊維強化樹脂複合材だけでは気密性の確保が難しく、配管内部を通る媒体が漏れてしまうおそれがある。
【０００３】
特許文献１，２には、繊維強化樹脂複合管の製造方法が記載されている。特許文献２には、繊維強化樹脂複合管の最内層に樹脂のみからなる内面保護層（７）が形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７７３９１号公報
【特許文献２】特開２００１−２７０００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１，２には、口金付樹脂管、すなわち、配管の接続に用いられる口金が接合された樹脂管やその製造方法は記載されていない。
【０００６】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、口金付樹脂管の口金と樹脂管との接合部における気密性の維持を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管を製造する方法であって、
前記口金より熱膨張率が大きい棒材を用い、
前記樹脂管を構成する樹脂管構成材を筒状にして、前記樹脂管構成材の筒状にされた一端部を前記口金内に、当該一端部内に前記棒材を、これら３者を略同軸にして配置した上で加熱する加熱工程を備え、
前記加熱工程により、前記樹脂管構成材を溶融させつつ、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して前記一端部の外周面を前記口金の内周面に融着させ、前記樹脂管を成形するようにしたものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記樹脂管を構成する樹脂材料からなるシート材を前記棒材に所望の複数回巻き付けて前記樹脂管構成材を筒状に保持して、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記シート材が液晶ポリマーのシート材である請求項２に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記棒材の外周部が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムである請求項４に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記棒材は、内棒材と、前記内棒材の外周面に形成された外周部材とからなり、
前記外周部材は、前記内棒材より熱膨張率が大きい材料からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記外周部材が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなり、前記内棒材が金属からなる請求項６に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムからなる請求項７に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１５】
請求項９記載の発明は、前記口金から延出した部分の前記樹脂管構成材の外周面を、前記樹脂管の外周面に対応した内周面が形成されたメス型治具により前記口金の端面との際から被った上で、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行する請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、前記加熱工程後、前記口金が前記メス型治具に固定保持された状態を維持しながら、前記棒材を前記樹脂管から抜き取る請求項１０に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、前記樹脂管が延出する側にあたる前記口金の端部に、前記加熱工程に耐える耐熱テープを巻き付け、前記メス型治具の内周面を前記耐熱テープに圧着して前記口金と前記メス型治具との隙間を埋めた状態で、前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行し、当該加熱工程において前記耐熱テープで前記樹脂管構成材の溶け出した樹脂の流れをせき止める請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管の前記口金から延出した部分の前記樹脂管の内部に、他の樹脂管から延出する棒状の中子の延出部を挿入して、その挿入される端部の先端面を前記口金内まで及ばせて、前記樹脂管の端面と、前記他の樹脂管との端面を合わせ、その継ぎ目を樹脂材で覆い、前記口金及び前記中子より熱膨張率が大きい棒材を前記口金内の前記樹脂管内に配置した上で加熱する加熱工程を実行し、
前記加熱工程により、前記両樹脂管及び前記樹脂材を溶融させるとともに、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して、前記樹脂管と前記他の樹脂管とを溶融結合させ一本化する口金付樹脂管の製造方法である。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、前記中子を水溶性の材料で構成し、前記加熱工程後に、前記中子を水に溶かして取り除く請求項１３に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【００２１】
請求項１５記載の発明は、前記加熱工程を、前記樹脂管又は前記樹脂管構成材と、前記口金及び前記棒材その他の付設される治具とをバギングしてオートクレーブで加熱・加圧して行う請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の口金付樹脂管の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の口金付樹脂管を製造する方法によれば、樹脂管構成材の加熱溶融時に、口金より熱膨張率が大きい棒材によって樹脂管構成材の一端部の外周面を口金の内周面に圧着保持するので、樹脂管の一端部の外周面が口金の内周面に被着接合した本発明の口金付樹脂管を容易に製造することができるという効果がある。
【００２３】
本発明にかかる口金付樹脂管の製造方法により製造された口金付樹脂管によれば、樹脂管の一端部が口金内に配置され、前記一端部の外周面が口金の内周面に被着接合しているので、配管内の圧力が増しても樹脂管は口金の内周面に押圧されて口金との密着性を高め、口金接合部における気密性を内圧の上昇に従ってより高く維持でき、管内媒体が漏れにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管の下半身側面図及び上半身断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る複合棒材の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る複合棒材を成形するため金型の上面図(a)及びＡ−Ａ断面図(b)である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合棒材にシート材を巻き付ける様子を示した斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管構成物に複合棒材を付設した状態を示す断面図（但し、口金の下半身は側面図）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管構成物にメス型治具を含む治具を付設した状態を示す断面図（但し、口金及びメス型治具の下半身は側面図）である。
【図７】本発明の一実施形態に係る口金付樹脂管の継ぎ足し工程を含む工程図である。
【図８】本発明の他の一実施形態に係るシリコンゴムのみからなる棒材を用いた場合の加熱工程実行後の状態を示す断面図（但し、口金の下半身は側面図）である。
【図９】本発明の他の一実施形態に係る口金付樹脂管に樹脂管を継ぎ足した状態を示す断面図（但し、口金の下半身は側面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００２６】
〔口金付樹脂管の構成〕
まず、本実施形態の口金付樹脂管につき説明する。図１に示すように、本口金付樹脂管は、口金１と、樹脂管２と、外管３とから構成される。樹脂管２は熱可塑性でガスバリア性の高い樹脂である液晶ポリマーからなり、外管３は高強度で高耐圧が発揮できる炭素繊維強化樹脂複合材からなる。したがって、本口金付樹脂管は、樹脂管２の気密層と、外管３の耐圧層とによる２層構造により、耐圧性と、高い気密性（ガスバリア性）とを有する。
【００２７】
口金１は、チタン等の金属製である。口金１は口部１ａと、首部１ｂとからなる。口部１ａは他の管に接続される部分である。首部１ｂは、外管３を接合させる部分である。口部１ａの内周面と首部１ｂの内周面とは、連続した一つの円筒面で構成される。首部１ｂの外周面は、先細りなテーパ形状に形成されている。樹脂管２の一端部２ａの外周面は、口金１内に配置され口金１の内周面に融着により被着接合している。樹脂管２の延出部２ｂが口金１内から延出している。外管３の一端部３ａは、首部１ｂの外周面に接合している。外管３の延出部３ｂは、首部１ｂより延出する。樹脂管２の延出部２ｂの外周面に外管３の延出部３ｂの内周面が接合している。
【００２８】
仮に、口金１の外側に樹脂管２を配置すると、内圧により樹脂管２が口金１から剥がれてしまう方向に力が働き、漏れが発生しやすい構造となってしまう。
しかし、本口金付樹脂管によれば、樹脂管２の一端部２ａが口金１内に配置され、一端部２ａの外周面が口金１の内周面に被着接合しているので、配管内の圧力が増しても樹脂管２は口金１の内周面に押圧されて口金１との密着性を高め、口金接合部における気密性を高く維持でき、漏れにくい構造となっている。
また、本口金付樹脂管によれば、口金１によって本発明の配管のみならず、金属製の既存の配管と接続することができ、配管設備に対して全面的及び部分的な適用が可能である。
【００２９】
〔口金付樹脂管の製造方法１〕
次に、本口金付樹脂管の製造方法１につき説明する。
口金１を製作又は入手する一方、図２に示すような複合棒材４を製作する。
複合棒材４は、アルミニウムの内棒材４ａと、内棒材４ａの外周面に形成されたシリコンゴムの外周部材４ｂとからなる。外周部材４ｂの形成は、金型を用いた成形により次のように行うことができる。図３に示すような両端開口の円柱空間５ａ−１が形成された主型５ａの下端に、穴５ｂ−１が形成された底型５ｂを連結して蓋をする。次に、主型５ａの上端開口からからシリコン材料を注ぎ込んだ後、内棒材４ａを挿入し、内棒材４ａの下端部を穴５ｂ−１に嵌入する。次に、孔５ｃ−１が形成された上型５ｃを主型５ａの上端に連結するとともに内棒材４ａの上端部を孔５ｃ−１に挿入して、内棒材４ａを円柱空間５ａ−１の中心位置に固定する。その後、シリコン材料を硬化させた後、型を開いて、出来上がった複合棒材４を取り出す。
【００３０】
複合棒材４は、全体として口金１より熱膨張率が大きい構成物である。複合棒材４を用いることが好ましいが、複合棒材４に代えてシリコンゴムのみからなる棒材を用いても良い。
【００３１】
複合棒材４が得られたら、図４に示すように外周部材４ｂの外周にその周方向に沿って液晶ポリマーのシート材６を複数回巻き付けてシート材６を筒状に保持する。この場合、シート材６が樹脂管構成材である。液晶ポリマーのシート材は、市販のものが利用可能である。シート材６にタック性がない場合は、シート材６を筒状に保持するために、粘着テープ、粘着糊等の固定手段を使用する。シート材６を巻き付ける本方法によると、シート材６の厚みの選択と、巻き回数の選択によって所望の樹脂管２の厚みを精度よく均一に得られ易い。
【００３２】
次に、図５に示すように、口金１にシート材６を巻き付けた複合棒材４を挿入することにより、シート材６の筒状にされた一端部を口金１内に、当該一端部内に棒材を、これら３者を略同軸にして配置した状態とする。また、図５に示すように口金１の首部１ｂに耐熱テープ７を巻き付ける。
【００３３】
次に、図６に示すようにメス型治具８にセットする。メス型治具８は、上型８ａ及び下型８ｂからなる金型で、樹脂管２の外周面に対応した内周面が形成されており、中心軸を通る平面で上型８ａと下型８ｂとに分割された構造である。
図５に示す状態にされた口金１、シート材６、複合棒材４及び耐熱テープ７（図６において図示略）を、図６に示すように、すなわち、首部１ｂ及び延出部６ｂを上型８ａと下型８ｂとで挟みつけボルト等によって上型８ａと下型８ｂとを締結する。これにより、メス型治具８に口金１を固定保持するとともに、メス型治具８の内周面を耐熱テープ７に圧着して口金１とメス型治具８との隙間を埋めた状態とする。またそれとともに、シート材６の延出部６ｂをメス型治具８により口金１の端面１ｃとの際から被って全体を拘束させる。これは、加熱工程時の複合棒材４の膨張により口金１の端面１ｃの位置でシート材６にせん断力が生じ、出来上がった樹脂管２に亀裂や局所的変形を生じさせないためである。そのため、メス型治具８の首部１ｂに対応する部分は、首部１ｂに沿ってテーパ状に形成し、延出部６ｂより大径に形成しておく。また、離型の容易や成形具合の調整を目的として延出部６ｂの全体を耐熱フィルムで被っておくとよい。
メス型治具８に口金１を固定保持するのは、樹脂管の延出部２と口金１との位置関係を固定するためである。
【００３４】
図６に示すようにセットされた口金１、シート材６、複合棒材４、耐熱テープ７（図６において図示略）及びメス型治具８をバギングする、すなわち、これらを耐熱バッグに入れて当該バック内を真空引きして締め付け固縛する。これを、オートクレーブで加熱・加圧して加熱工程を行う。
本加熱工程により、シート材６を溶融させつつ、口金１と複合棒材４の熱膨張率差により一端部６ａに口金１からの外圧及び複合棒材４からの内圧を生じさせて一端部６ａの外周面を口金１の内周面に圧着保持して一端部６ａの外周面を口金１の内周面に融着させる。また、本加熱工程によりシート材６は複合棒材４やメス型治具８によって成形され、樹脂管２となる。
また、本加熱工程時にシート材６の溶け出した樹脂の流れ出しは、耐熱テープ７でせき止められる。
【００３５】
本加熱工程が終了したら、耐熱バッグを開け、口金１がメス型治具８に固定保持された状態を維持しながら、複合棒材４を樹脂管２から抜き取る。このとき、樹脂とシリコンは密着性が高いため、樹脂管２からシリコンの外周部材４ｂを剥がし難くなることがある。この場合、外周部材４ｂからアルミニウムの内棒材４ａを先に抜き出し、その後に樹脂管２から外周部材４ｂを剥がすとよい。シリコンの外周部材４ｂは壊して剥がし、リサイクルに回すもよい。
その後、メス型治具８を外し、付設された耐熱テープや耐熱フィルムを剥がす。これにより、口金付樹脂管１０（図７(a)に図示）が得られる。
以上の手順とは逆に、メス型治具８を外した後に、複合棒材４を樹脂管２から抜き取ると、口金１の軸と複合棒材４や内棒材４ａに加える力の方向にぶれが生じて樹脂管２を端面１ｃで傷つけるおそれがある。そのため、適当な固定治具が必要となるが、上記手順によれば、メス型治具８を口金１及び延出部２ｂの固定治具としてそのまま用いることができ、樹脂管２の損傷発生を回避し易い。
【００３６】
次に、首部１ｂ及び延出部２ｂの周りに、炭素繊維強化樹脂複合材製の外管３を既存の方法により形成して、図１に示した本実施形態の口金付樹脂管を得る。
口金付樹脂管１０の長さが単一であっても、別途、図７(b)に示す所望の一種又は多種の長さの樹脂管１１を樹脂管２と同径に製作しておき、図７(c)に示すように口金付樹脂管１０に継ぎ合わせて所望の長さの管を得ることができる。この場合、樹脂管１１の製造は、アルミ棒等の棒材１２に液晶ポリマーのシート材を巻き付け、バギングしてオートクレーブで成形して行う。
次に図７(c)に示すように棒材１３を介して口金付樹脂管１０と樹脂管１１とを継ぎ合わせ、継ぎ目を液晶ポリマーのシート材１４で覆った上、バギングしてオートクレーブで成形する。その後、図７(d)に示すように、口金首部及び露出した樹脂管の周りに炭素繊維強化樹脂複合材製の外管１５を形成する。
【００３７】
以上の様な製造方法によるので、材料の選択としては、外周部材４ｂは、内棒材４ａより熱膨張率が大きい材料を選択する。複合棒材４の外周面を効果的に膨張させるためである。複合棒材４を使用する場合でも、シリコンゴムのみからなる棒材を使用する場合でも、棒材の外周部が、上記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材であることが好ましい。シート材６を均一に押圧するためである。ゴム材はシリコン以外の組成のものでもよい。いずれにしても棒材の材料は限定されない。適度な熱膨張率があって加熱工程時に溶融など不都合な変化をせずにシート材６を均一に押圧し、良好な結果物が得られればどんな材料でも良い。
【００３８】
しかし、本発明者らの試行によると、次のようなことがわかっている。
図８は、シリコンゴムのみからなる棒材９を用いた場合の加熱工程実行後の状態を示している。棒材９を構成するシリコンが加熱工程時に径方向について拘束された結果、軸方向に大きく膨張し、樹脂管２の開口端から膨れ出ている。この場合、棒材９を樹脂管２から取り除き難い。このような結果を見越して、棒材９の外径を小さくすると、棒材９に巻き付けられて保持されているシート材６と口金１との間に遊びが多くなり、シート材６と口金１との適切な位置関係を維持して、良好な成型結果を得ることが難しい。また、加熱工程後に内棒材４ａを先に抜き出すという上記方法を採れないので、取り出しに難は残る。
以上の様な試行結果に基づき、上記の複合棒材４を用いた方法を提案したものである。複合棒材４によれば、内棒材４ａ及び外周部材４ｂ材のそれぞれの材料、直径を選択することにより、適当な外径で、適当な熱膨張率の棒材が得られる。
【００３９】
〔口金付樹脂管の製造方法２〕
次に、本口金付樹脂管の製造方法２につき説明する。
本製造方法は、図９に示すように、口金付樹脂管１０に対して樹脂管１６を継ぎ足す方法である。
口金付樹脂管１０を、上記製造方法１に従って製作する。
別途、樹脂管１６を次のように製作する。
塩等の水溶性材料を型で丸棒状に固めて水溶性中子１７とする。水溶性中子１７をその軸に曲線部（図示せず）が含まれた任意の形状、又はその軸に曲線部が含まれない直線形状に成形する。
【００４０】
水溶性中子１７に液晶ポリマーのシート材を巻き付け、バギングしてオートクレーブで樹脂管１６を樹脂管２と同径に成形する。
【００４１】
次に、図９に示すように、口金付樹脂管１０に口金１と逆側の樹脂管２の開口から樹脂管１６から延出する水溶性中子１７の端部を挿入する。このとき、水溶性中子１７の挿入される端部の先端面を口金１内の位置Ｂまで及ばせるとともに、樹脂管２の端面と、樹脂管１６との端面を合わせる。一方、複合棒材１８を口金１内の樹脂管２内に配置する。複合棒材１８は、上記複合棒材４と同様に、アルミニウムからなる内棒材１８ａとシリコンゴムからなる外周部材１８ｂとからなるものである。但し、複合棒材１８の口金に挿入される端部においては、内棒材１８ａと外周部材１８ｂの端面は揃ったものとする。加熱工程において、膨張するシリコンの外周部材１８ｂによって端面１ｃとの際において樹脂管２の延出部２ｂを押圧しないようにする。そのために、水溶性中子１７の先端面の位置Ｂを口金１内に配置する。これにより、端面１ｃにおける樹脂管２の損傷が防がれる。
樹脂管２と、樹脂管１６との継ぎ目を液晶ポリマーのシート材１９で覆う。また、端面１ｃ周辺の保護強化のため、端面１ｃを中心にした部位を液晶ポリマーのシート材２０で覆う。
【００４２】
以上のようにしてセットしたものを、バギングしてオートクレーブで成形する。すなわち、本加熱工程により、樹脂管２，１６及びシート材１９，２０を溶融させるとともに、口金１と複合棒材１８の熱膨張率差により一端部２ａに口金１からの外圧及び複合棒材１８からの内圧を生じさせて一端部２ａの外周面を口金１の内周面に圧着保持して、樹脂管２と樹脂管１６とを溶融結合させ一本化する。樹脂管２の溶融時に、その一端部２ａの外周面を口金１の内周面に圧着保持しているので、一端部２ａと口金１との剥離は生せず、両者の融着は保持される。
【００４３】
加熱工程後、水溶性中子１７を水に溶かして取り除く。溶かして取り除くので、上述した曲線部が含まれた任意の形状に樹脂管１６を形成する場合に、特に本製法は有効である。樹脂管１６が直線形状である場合にも、中子を取り除きやすいので利点はある。
【実施例１】
【００４４】
ここで、本発明の実施の参考のために、本発明者らが実施して良好な結果が得られた一例の実施例の情報を開示する。
【００４５】
本実施例で用いた口金１の内径は、直径22.04（ｍｍ）、液晶ポリマーのシート材の厚みは0.1（ｍｍ）、内棒材４ａの外径は直形16（ｍｍ）、外周部材４ｂの外径は直径20.64（ｍｍ）である。
本実施例で用いた口金１のチタン（Ｔｉ）製、内棒材４ａはアルミニウム製、外周部材４ｂはシリコン製、水溶性中子１７は塩化ナトリウム製である。チタン（Ｔｉ）の熱膨張係数は8.8×１０−６（/℃）である。本発明者らの測定によると、水溶性中子１７に使用した塩化ナトリウムの熱膨張係数は41.9×１０−６（/℃）で、外周部材４ｂに使用したシリコンの熱膨張係数は241.8×１０−６（/℃）であった。本発明者らが使用した液晶ポリマーのシート材は、ロールに巻かれた状態でメーカから供給されたもので、メーカ仕様で融点は280（℃）、熱膨張係数は−8.3〜−12.8×１０−６（/℃）である。
上記耐熱テープ、耐熱フィルム、耐熱バッグの生地としては市販のポリィミドフィルムを用いた。
【００４６】
以上の仕様のものを用い、外周部材４ｂに液晶ポリマーのシート材を６回強巻いて、バギングしてオートクレーブで加熱工程を実行した。
【００４７】
以上の実施形態及び実施例に拘わらず、樹脂管の製法は、棒材に巻き付ける方法に依らなくてもよい。他の製法により製造した樹脂管内に棒材を配置した状態として、口金との接合工程を実施してもよい。
また、液晶ポリマーに代え、他の樹脂材料を使用してもよい。但し、必要な機密性その他の特性を確保することに注意を要する。
また、シリコンゴムに代えて、他のゴム材、その他の材料を使用してもよいし、加熱工程において樹脂管を口金の内周面に十分に押圧する熱膨張率が得られれば材料は問わない。
また、口金の材料、内棒材の材料も、本発明の目的に適う限り適宜選択すればよい。
また、上記実施形態にあっては、繊維強化樹脂複合材製の外管を必要な耐圧を確保するために適用した。用途によっては、この外管を付けなくても配管として使用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 口金
２ 樹脂管
３ 外管
４ 複合棒材
４ａ 内棒材
４ｂ 外周部材
６ シート材
７ 耐熱テープ
８ メス型治具
９ 棒材
１０ 口金付樹脂管
１１ 樹脂管
１２ 棒材
１３ 棒材
１４ シート材
１５ 外管
１６ 樹脂管
１７ 水溶性中子
１８ 複合棒材
１８ａ 内棒材
１８ｂ 外周部材
１９ シート材
２０ シート材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管を製造する方法であって、
前記口金より熱膨張率が大きい棒材を用い、
前記樹脂管を構成する樹脂管構成材を筒状にして、前記樹脂管構成材の筒状にされた一端部を前記口金内に、当該一端部内に前記棒材を、これら３者を略同軸にして配置した上で加熱する加熱工程を備え、
前記加熱工程により、前記樹脂管構成材を溶融させつつ、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して前記一端部の外周面を前記口金の内周面に融着させ、前記樹脂管を成形する口金付樹脂管の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂管を構成する樹脂材料からなるシート材を前記棒材に所望の複数回巻き付けて前記樹脂管構成材を筒状に保持して、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項３】
前記シート材が液晶ポリマーのシート材である請求項２に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項４】
前記棒材の外周部が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムである請求項４に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項６】
前記棒材は、内棒材と、前記内棒材の外周面に形成された外周部材とからなり、
前記外周部材は、前記内棒材より熱膨張率が大きい材料からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項７】
前記外周部材が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなり、前記内棒材が金属からなる請求項６に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムからなる請求項７に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項９】
前記口金から延出した部分の前記樹脂管構成材の外周面を、前記樹脂管の外周面に対応した内周面が形成されたメス型治具により前記口金の端面との際から被った上で、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１０】
前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行する請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１１】
前記加熱工程後、前記口金が前記メス型治具に固定保持された状態を維持しながら、前記棒材を前記樹脂管から抜き取る請求項１０に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂管が延出する側にあたる前記口金の端部に、前記加熱工程に耐える耐熱テープを巻き付け、前記メス型治具の内周面を前記耐熱テープに圧着して前記口金と前記メス型治具との隙間を埋めた状態で、前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行し、当該加熱工程において前記耐熱テープで前記樹脂管構成材の溶け出した樹脂の流れをせき止める請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１３】
口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管の前記口金から延出した部分の前記樹脂管の内部に、他の樹脂管から延出する棒状の中子の延出部を挿入して、その挿入される端部の先端面を前記口金内まで及ばせて、前記樹脂管の端面と、前記他の樹脂管との端面を合わせ、その継ぎ目を樹脂材で覆い、前記口金及び前記中子より熱膨張率が大きい棒材を前記口金内の前記樹脂管内に配置した上で加熱する加熱工程を実行し、
前記加熱工程により、前記両樹脂管及び前記樹脂材を溶融させるとともに、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して、前記樹脂管と前記他の樹脂管とを溶融結合させ一本化する口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１４】
前記中子を水溶性の材料で構成し、前記加熱工程後に、前記中子を水に溶かして取り除く請求項１３に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１５】
前記加熱工程を、前記樹脂管又は前記樹脂管構成材と、前記口金及び前記棒材その他の付設される治具とをバギングしてオートクレーブで加熱・加圧して行う請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１】
口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管を製造する方法であって、
前記口金より熱膨張率が大きい棒材を用い、
前記樹脂管を構成する樹脂管構成材を筒状にして、前記樹脂管構成材の筒状にされた一端部を前記口金内に、当該一端部内に前記棒材を、これら３者を略同軸にして配置した上で加熱する加熱工程を備え、
前記加熱工程により、前記樹脂管構成材を溶融させつつ、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して前記一端部の外周面を前記口金の内周面に融着させ、前記樹脂管を成形する口金付樹脂管の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂管を構成する樹脂材料からなるシート材を前記棒材に所望の複数回巻き付けて前記樹脂管構成材を筒状に保持して、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項３】
前記シート材が液晶ポリマーのシート材である請求項２に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項４】
前記棒材の外周部が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムである請求項４に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項６】
前記棒材は、内棒材と、前記内棒材の外周面に形成された外周部材とからなり、
前記外周部材は、前記内棒材より熱膨張率が大きい材料からなる請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項７】
前記外周部材が、前記加熱工程に耐える耐熱性を有するゴム材からなり、前記内棒材が金属からなる請求項６に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂管が液晶ポリマーからなり、前記ゴム材がシリコンゴムからなる請求項７に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項９】
前記口金から延出した部分の前記樹脂管構成材の外周面を、前記樹脂管の外周面に対応した内周面が形成されたメス型治具により前記口金の端面との際から被った上で、前記加熱工程を実行する請求項１に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１０】
前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行する請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１１】
前記加熱工程後、前記口金が前記メス型治具に固定保持された状態を維持しながら、前記棒材を前記樹脂管から抜き取る請求項１０に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂管が延出する側にあたる前記口金の端部に、前記加熱工程に耐える耐熱テープを巻き付け、前記メス型治具の内周面を前記耐熱テープに圧着して前記口金と前記メス型治具との隙間を埋めた状態で、前記メス型治具に前記口金を固定保持して前記加熱工程を実行し、当該加熱工程において前記耐熱テープで前記樹脂管構成材の溶け出した樹脂の流れをせき止める請求項９に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１３】
口金と、一端部を前記口金に接合した樹脂管とを有し、前記一端部が前記口金内に配置され、前記一端部の外周面が前記口金の内周面に被着接合されている口金付樹脂管の前記口金から延出した部分の前記樹脂管の内部に、他の樹脂管から延出する棒状の中子の延出部を挿入して、その挿入される端部の先端面を前記口金内まで及ばせて、前記樹脂管の端面と、前記他の樹脂管との端面を合わせ、その継ぎ目を樹脂材で覆い、前記口金及び前記中子より熱膨張率が大きい棒材を前記口金内の前記樹脂管内に配置した上で加熱する加熱工程を実行し、
前記加熱工程により、前記両樹脂管及び前記樹脂材を溶融させるとともに、前記口金と前記棒材の熱膨張率差により前記一端部に前記口金からの外圧及び前記棒材からの内圧を生じさせて前記一端部の外周面を前記口金の内周面に圧着保持して、前記樹脂管と前記他の樹脂管とを溶融結合させ一本化する口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１４】
前記中子を水溶性の材料で構成し、前記加熱工程後に、前記中子を水に溶かして取り除く請求項１３に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【請求項１５】
前記加熱工程を、前記樹脂管又は前記樹脂管構成材と、前記口金及び前記棒材その他の付設される治具とをバギングしてオートクレーブで加熱・加圧して行う請求項１から請求項１４のうちいずれか一に記載の口金付樹脂管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９９９６２（Ｐ２０１３−９９９６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−２９３４８（Ｐ２０１３−２９３４８）
【出願日】平成２５年２月１８日（２０１３．２．１８）
【分割の表示】特願２００８−１０７５４６（Ｐ２００８−１０７５４６）の分割
【原出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年３月３１日 社団法人日本航空宇宙工業会革新航空機技術開発センター発行の「平成１９年度革新航空機技術開発センター 委託研究成果報告書」に発表
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【出願人】（３９１００６２３４）一般社団法人日本航空宇宙工業会 (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月１８日（２０１３．２．１８）
【分割の表示】特願２００８−１０７５４６（Ｐ２００８−１０７５４６）の分割
【原出願日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年３月３１日 社団法人日本航空宇宙工業会革新航空機技術開発センター発行の「平成１９年度革新航空機技術開発センター 委託研究成果報告書」に発表
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【出願人】（３９１００６２３４）一般社団法人日本航空宇宙工業会 (45)
【Ｆターム（参考）】
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