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Die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung betrifft einen Kältemittelschlauch, welcher für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird.
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Ein Kältemittelschlauch, welcher für einer Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, umfasst im Allgemeinen eine röhrenförmige harzhaltige Schicht und eine Gummischicht, welche mit einem äußeren Umfang der harzhaltigen Schicht verbunden ist, so wie zum Beispiel in dem Patentdokument 1 (
JP 10-252955 A ). Bei solch einem Kältemittelschlauch wird eine Leckage des Kältemittels von einem Inneren des Kältemittelschlauchs durch die harzhaltige Schicht verhindert und eine Flexibilität des Kältemittelschlauchs wird durch die Gummischicht sicher gestellt.
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Die harzhaltige Schicht des Kältemittelschlauchs, welcher für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, kann sich verschlechtern, um nach und nach härter zu werden, wenn sie für eine lange Zeitdauer verwendet wird. Die harzhaltige Schicht kann somit aufgrund der Biegebeanspruchung, welche durch die Fahrzeugvibration erzeugt wird, brechen. Daher ist es wünschenswert, dass eine Lebensdauer der harzhaltigen Schicht gegenüber dem Brechen verlängert ist.
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Bei dem Kältemittelschlauch, welcher für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet wird, wird eine Spannung an einer Nahtstelle bzw. einem Übergang zwischen der harzhaltigen Schicht und der Gummischicht aufgrund einer Fahrzeugvibration erzeugt. Wenn die harzhaltige Schicht nicht verschlechtert wird, kann ein Brechen daran gehindert werden, sich in der harzhaltigen Schicht zu entwickeln. Auf der anderen Seite nimmt, wenn die harzhaltige Schicht verschlechtert wird, ein Elastizitätsmodul der harzhaltigen Schicht zu, so dass die harzhaltige Schicht hart wird. Als ein Ergebnis wird eine Differenz eines Elastizitätsmoduls zwischen der harzhaltigen Schicht und der Gummischicht groß und die erzeugte Spannung nimmt zu. Wenn die erzeugte Spannung einen gewissen Wert erreicht, kann sich ein Brechen in der harzhaltigen Schicht entwickeln. Die harzhaltige Schicht des konventionellen Kältemittelschlauchs weist ein Elastizitätsmodul von 600 MPa oder mehr auf.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lebensdauer einer harzhaltigen Schicht eines Kältemittelschlauchs zu verlängern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kältemittelschlauch für eine Fahrzeugklimaanlage eine harzhaltige Schicht, welche eine röhrenförmige Form aufweist, und eine Gummischicht, welche mit einem äußeren Umfang der harzhaltigen Schicht verbunden ist. Mindestens ein Teil der harzhaltigen Schicht, welcher mit der Gummischicht in Kontakt steht weist ein Elastizitätsmodul von 100 bis 450 MPa auf.
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Da der Teil der harzhaltigen Schicht, welcher mit der Gummischicht in Kontakt steht, ein vergleichsweise niedriges Elastizitätsmodul aufweist, kann eine Zeitdauer verzögert werden, innerhalb welcher eine Spannung, die in einer Nahtstelle zwischen der harzhaltigen Schicht und der Gummischicht aufgrund einer Fahrzeugvibration erzeugt wird, einen Wert erreicht, bei welchem sich ein Brechen in der harzhaltigen Schicht entwickelt. In anderen Worten kann eine Lebensdauer der harzhaltigen Schicht verlängert sein.
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Die Erfindung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von ihr wird am besten aus der nachfolgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen Teil eines Kältemittelschlauchs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Schnittansicht ist, welche entlang einer Strömungsrichtung von einem Kältemittel im Inneren des Kältemittelschlauchs genommen ist, gemäß der ersten Ausführungsform; und
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3 eine Schnittansicht ist, welche entlang einer Strömungsrichtung von einem Kältemittel im Inneren eines Kältemittelschlauchs genommen ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen kann ein Teil, welcher einem Sachverhalt entspricht, der in einer zuvorigen Ausführungsform beschrieben ist, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn bei einer Ausführungsform lediglich ein Teil einer Ausgestaltung beschrieben wird, kann eine zuvorige Ausführungsform auf die anderen Teile der Ausgestaltung angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt dass es keine Unstimmigkeit in der Kombination gibt.
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Erste Ausführungsform
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Ein Kältemittelschlauch 1 einer ersten Ausführungsform wird in einem Rohrleitungssystem verwendet, um Komponenten einer Fahrzeugklimaanlage zu verbinden, welche einen Kältekreislauf benutzt.
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Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, weist der Kältemittelschlauch 1 der vorliegenden Ausführungsform insgesamt eine hohle zylindrische Form auf. Der Kältemittelschlauch 1 umfasst eine harzhaltige Schicht 2, eine mittlere Gummischicht 3, eine Verstärkungsschicht 4 und eine äußere Gummischicht 5, welche in dieser Reihenfolge von dem Inneren des Kältemittelschlauchs 1 her nach außen hin angeordnet sind. Der Kältemittelschlauch 1 weist somit eine geschichtete Struktur auf und jede Schicht des Kältemittelschlauchs 1 weist eine röhrenförmige Form auf. In anderen Worten sind die mehreren röhrenförmigen Schichten 2 bis 5 koaxial geschichtet.
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Die harzhaltige Schicht 2 ist vorgesehen, um eine Leckage von dem Kältemittel von einem Inneren des Kältemittelschlauchs 1 zu verhindern und ist aus einem folienartigen Harz hergestellt, welches besser im Hinblick auf eine Undurchlässigkeit gegenüber dem Kältemittel ist. Zum Beispiel wird für das Harz der harzhaltigen Schicht 2 ein Polyamid (PA), ein Polyethylen oder ein Polypropylen verwendet. Eine Dicke der harzhaltigen Schicht 2 wird unter Berücksichtigung der Verarbeitbarkeit und der Undurchlässigkeit festgelegt. Die Dicke der harzhaltigen Schicht 2 ist zum Beispiel eingestellt von 125 bis 175 μm.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, umfasst die harzhaltige Schicht 2 einen ersten Schichtabschnitt 2a und einen zweiten Schichtabschnitt 2b.
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Der erste Schichtabschnitt 2a ist auf einer inneren Seite von dem zweiten Schichtabschnitt 2b angeordnet, um zu dem Kältemittel ausgesetzt zu sein, welches im Inneren des Kältemittelschlauchs 1 strömt. Das Harz des ersten Schichtabschnitts 2a enthält ein Antioxidationsmittel, um an einer Verschlechterung gehindert zu sein, aufgrund einer Wirkung des Kältemittels. Zum Beispiel ist/sind ein phenolisches Antioxidationsmittel oder/und ein phosphorisches Antioxidationsmittel zu dem Harz des ersten Schichtabschnitts 2a hinzugefügt. Der erste Schichtabschnitt 2a ist im Hinblick des Elastizitätsmoduls höher als der zweite Schichtabschnitt 2b, da der erste Schichtabschnitt 2a das Antioxidationsmittel enthält und nicht einer Behandlung zur Abnahme eines Elastizitätsmoduls ausgesetzt wird, wie zum Beispiel einem Hinzufügen von einem granulatförmigen Elastomer, wie es später beschrieben wird. Ein Elastizitätsmodul des ersten Schichtabschnitts 2a ist höher oder gleich zu 600 MPa.
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Der Kältemittelschlauch 1 der vorliegenden Ausführungsform kann für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet werden, welche ein Fluorkohlenstoff-Kältemittel, ein Kohlendioxid- oder ein Fluor-Kältemittel wie zum Beispiel HFO-1234yf (2,3,3,3-Tetrafluorpropen) als ein Kältemittel eines Kältekreislaufs verwendet. Wenn das Fluor-Kältemittel verwendet wird, kann das Harz des ersten Schichtabschnitts 2a sowohl das phenolische Antioxidationsmittel als auch das phosphorische Antioxidationsmittel enthalten. Eine Verschlechterungsrate des ersten Schichtabschnitts 2a ist, wenn das Fluorkältemittel verwendet wird, höher als diejenige, wenn ein anderes Kältemittel verwendet wird. Somit muss das Harz des ersten Schichtabschnitts 2a eine hohe hemmende Wirkung gegenüber der Verschlechterung von ihm aufweisen, wenn das Fluor-Kältemittel verwendet wird. Durch ein Hinzufügen von sowohl dem phenolischen Antioxidationsmittel als auch dem phosphorischen Antioxidationsmittel zu dem Harz des ersten Schichtabschnitts 2a kann die hemmende Wirkung gegenüber einer Verschlechterung des ersten Schichtabschnitts 2a erhöht werden im Vergleich zu einem Fall, in welchem lediglich eines von dem phenolischen Antioxidationsmittel und dem phosphorischen Antioxidationsmittel zu dem Harz des ersten Schichtabschnitts 2a hinzugefügt wird.
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Der zweite Schichtabschnitt 2b ist auf einer äußeren Seite des ersten Schichtabschnitts 2a angeordnet, um mit der mittleren Gummischicht 3 in Kontakt zu stehen. Ein Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b ist von 100 bis 450 MPa in einer frühen Periode nach einem Beginn einer Verwendung des Kältemittelschlauchs 1 in einem Fahrzeug eingestellt. Das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b kann eingestellt sein bei 450 MPa durch ein Hinzufügen von keinem Antioxidationsmittel zu dem Harz des zweiten Schichtabschnitts 2b (man nehme Bezug auf ein praktisches Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, welches später beschrieben ist). Der zweite Schichtabschnitt 2b ist in anderen Worten fähig, ein Elastizitätsmodul von 450 MPa aufzuweisen, da das gleiche Antioxidationsmittel, wie dasjenige, welches bei dem ersten Schichtabschnitt 2a verwendet wird, nicht zu dem zweiten Schichtabschnitt 2b hinzugefügt ist. Das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b kann außerdem niedriger als 450 MPa eingestellt sein durch ein Hinzufügen von einem granulatförmigen Elastomer zu dem Harz des zweiten Schichtabschnitts. Je mehr von dem granulatförmigen Elastomer zu dem Harz des zweiten Schichtabschnitts 2b hinzugefügt wird, um so niedriger ist das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b. Wenn das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b zu niedrig wird, wird jedoch ein Zusammensetzungsverhältnis des Harzes des zweiten Schichtabschnitts 2b zu dem granulatförmigen Elastomer niedrig werden. Als ein Ergebnis kann der zweite Schichtabschnitt 2b daher seine Undurchlässigkeit gegenüber dem Kältemittel verlieren. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b höher als oder gleich zu 100 MPa eingestellt, um so seine Undurchlässigkeit gegenüber dem Kältemittel ausreichend hoch zu halten.
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Selbst wenn das Harz des zweiten Schichtabschnitts 2b ein Antioxidationsmittel enthält, kann das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b eingestellt sein von 100 bis 450 MPa durch ebenfalls ein Hinzufügen des granulatförmigen Elastomers zu dem Harz des zweiten Schichtabschnitts 2b. Ein Elastomer, welches ein Elastizitätsmodul niedriger als dasjenige des Harzes des zweiten Schichtabschnitts 2b aufweist, kann als das Elastomer verwendet werden, welches zu dem zweiten Schichtabschnitt 2b hinzugefügt wird. Zum Beispiel kann ein Material der gleichen Art wie der mittleren Gummischicht 3 oder der äußeren Gummischicht 5 oder ein Silikongummimaterial als das Elastomer verwendet werden, welches zu dem zweiten Schichtabschnitt 2b hinzugefügt wird. Das Harz des ersten Schichtabschnitts 2a kann das gleiche sein oder verschieden sein von dem Harz des zweiten Schichtabschnitts 2b.
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Eine Dicke des zweiten Schichtabschnitts 2b ist derart eingestellt, dass der zweite Schichtabschnitt 2b eine Spannung reduziert, welche zwischen der harzhaltigen Schicht 2 und der mittleren Gummischicht 3 erzeugt wird, wie es später beschrieben wird. Die Dicke des zweiten Schichtabschnitts 2b ist zum Beispiel eingestellt von 60 bis 90 μm. Eine Dicke des ersten Schichtabschnitts 2a ist derart eingestellt, dass die Dicke der harzhaltigen Schicht 2 zum Beispiel eingestellt ist von insgesamt 125 bis 175 μm. In anderen Worten ist die Dicke des ersten Schichtabschnitts 2a festgelegt in Abhängigkeit von der Dicke des zweiten Schichtabschnitts 2b.
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Die mittlere Gummischicht 3 und die äußere Gummischicht 5 sind vorgesehen, um eine Flexibilität des Kältemittelschlauchs 1 sicher zu stellen und zum Aufnehmen einer Spannung, welche durch eine Fahrzeugvibration erzeugt wird. Zum Beispiel können ein Ethylen-Propylen-Gummi, ein Chloropren-Gummi, ein halogeniertes Butyl-Gummi und ein Acrylnitril-Butadien-Gummi als Materialien der mittleren Gummischicht 3 und der äußeren Gummischicht 5 verwendet werden. Wenn die mittlere Gummischicht 3 und die äußere Gummischicht 5 aus diesen oben beschriebenen Gummimaterialien hergestellt sind, liegen die Elastizitätsmodule der mittleren Gummischicht 3 und der äußeren Gummischicht 5 zwischen 10 bis 50 MPa.
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Die harzhaltige Schicht 2 und die mittlere Gummischicht 3 sind miteinander über einen Klebstoff oder ähnliches verbunden. Zum Beispiel können ein chlorhaltiger Gummiklebstoff, ein Hydrochlorid-Gummiklebstoff oder ein phenolischer Harzklebstoff für ein Verbinden zwischen der harzhaltigen Schicht und der mittleren Gummischicht 3 verwendet werden. Diese Klebstoffe sind im Allgemeinen in einem Material enthalten, welches zum Herstellen der mittleren Gummischicht verwendet wird.
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Die Verstärkungsschicht 4 ist vorgesehen, um eine Festigkeit des Kältemittelschlauchs gegenüber einem hohen Druck von dem Kältemittel während dem Betrieb der Fahrzeugklimaanlage aufrecht zu erhalten. Die Verstärkungsschicht 4 ist des Weiteren vorgesehen zum Beibehalten einer Form des Kältemittelschlauchs 1 durch ein Begrenzen seiner Verformung aufgrund des Drucks. Ein Material, welches besser hinsichtlich einer Druckwiderstandsfähigkeit ist, kann für die Verstärkungsschicht 4 verwendet werden. Zum Beispiel kann eine organische Faser, wie zum Beispiel ein Aramid oder ein Polyethylenterephthalat (PET) in einer einzigen Schicht oder in mehreren Schichten geflochten sein, um als die Verstärkungsschicht 4 verwendet zu werden.
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Der Kältemittelschlauch 1 wird in einem Prozess wie folgt hergestellt. Als erstes wird die harzhaltige Schicht 2, welche eine röhrenförmige doppelte Schichtstruktur aufweist, durch ein Extrusionsgießen erhalten. Zum Beispiel kann eine Schicht 2a der harzhaltigen Schicht 2 als erstes durch eine Extrusion gegossen werden und eine äußere Schicht 2b der harzhaltigen Schicht kann nachfolgend gegossen werden. Als nächstes wird die mittlere Gummischicht 3 durch eine Extrusion auf einer äußeren Seite der harzhaltigen Schicht 2 gegossen. Die Verstärkungsschicht 4 ist auf einem äußeren Umfang der mittleren Gummischicht 3 vorgesehen durch ein Flechten von Verstärkungsfasern und die äußere Gummischicht 5 wird durch eine Extrusion auf einer äußeren Seite der Verstärkungsschicht 4 gegossen. Als letztes wird dieses röhrenförmige integrierte Ergebnis vulkanisiert, so dass der Kältemittelschlauch 1 hergestellt wird. Der Herstellungsprozess des Kältemittelschlauchs 1, welcher oben beschrieben ist, ist ein allgemeines Herstellungsverfahren mit Ausnahme des Bildens der harzhaltigen Schicht 2.
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Ein Kältemittelschlauch eines Vergleichsbeispiels, welches später beschrieben wird, umfasst eine harzhaltige Schicht, eine mittlere Gummischicht, eine Verstärkungsschicht und eine äußere Gummischicht, welche in dieser Reihenfolge von dem Inneren des Kältemittelschlauchs her zu der Außenseite hin angeordnet sind. Die harzhaltige Schicht des Kältemittelschlauchs des Vergleichsbeispiels weist eine Struktur einer einzigen Schicht auf und weist ein Elastizitätsmodul von 600 MPa oder mehr auf. Auf der anderen Seite weist der Kältemittelschlauch 1 der vorliegenden Ausführungsform die harzhaltige Schicht 2 auf, welche eine Struktur einer doppelten Schicht aufweist, das heißt die harzhaltige Schicht 2 umfasst den ersten Schichtabschnitt 2a und den zweiten Schichtabschnitt 2b, wie es oben beschrieben ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist außerdem das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b, welcher mit der mittleren Gummischicht in Kontakt steht, das Elastizitätsmodul von 100 bis 450 MPa auf.
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Da das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b auf niedriger als oder gleich zu 450 MPa bei der vorliegenden Ausführungsform eingestellt ist, kann eine Zeitdauer, während welcher die harzhaltige Schicht 2 an einem Brechen gehindert wird, verlängert sein im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, wie es in den Ergebnissen eines Vibrationsauswertungstests in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist. Mit anderen Worten kann eine Lebensdauer der harzhaltigen Schicht 2 bei der vorliegenden Ausführungsform verlängert werden.
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Als ein Ergebnis des Vibrationsauswertungstests wird ein ganzes Brechen bei der harzhaltigen Schicht festgestellt, welche ein Elastizitätsmodul von 600 MPa aufweist (vgl. das Vergleichsbeispiel), während ein Brechen in der harzhaltigen Schicht 2 nicht festgestellt wird, welche den zweiten Schichtabschnitt 2b umfasst, der ein Elastizitätsmodul von 450 MPa aufweist (vgl. das praktische Beispiel).
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Der Grund für dieses Ergebnis ist, dass eine Spannung, welche in der Nahtstelle zwischen der harzhaltigen Schicht und der mittleren Gummischicht erzeugt wird, reduziert wird, wie es in den Simulationsergebnissen der Tabellen 3 und 4 gezeigt ist, welche eine Beziehung zwischen einem Elastizitätsmodul und einer erzeugten Spannung zeigen. Ein relativer Wert der Spannung, welche an der Nahtstelle zwischen der harzhaltigen Schicht und der mittleren Gummischicht erzeugt wird, resultiert in 74 bei dem praktischen Beispiel sowie bei einem Fall Nr. 3, der in der Tabelle 3 gezeigt ist, während ein Wert der erzeugten Spannung bei 100 bei dem Vergleichsbeispiel, sowie bei einem Fall Nr. 9, der in Tabelle 4 gezeigt ist, liegt.
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Wie es in den Simulationsergebnissen der Tabelle 3 gezeigt ist, ist die Spannung, welche zwischen dem zweiten Schichtabschnitt 2b der harzhaltigen Schicht 2 und der mittleren Gummischicht 3 erzeugt wird, um so niedriger je niedriger das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b ist. In anderen Worten ist, wenn das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b niedriger ist als oder gleich ist zu 450 MPa, der relative Wert der erzeugten Spannung niedriger als oder gleich zu demjenigen des praktischen Beispiels (Nr. 3). Daher wird, wenn das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b niedriger ist als oder gleich zu 450 MPa, kein Brechen erwartet werden, sich in der harzhaltigen Schicht 2 bei dem Vibrationsauswertungstest zu entwickeln, ähnlich zu dem praktischen Beispiel.
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Bei dem Kältemittelschlauch 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Elastizitätsmodul von einem Teil der harzhaltigen Schicht 2, welcher mit der mittleren Gummischicht 3 in Kontakt steht, niedriger eingestellt als dasjenige des Vergleichsbeispiels. Noch genauer ist das Elastizitätsmodul des Teils der harzhaltigen Schicht 2, welcher mit der mittleren Gummischicht in Kontakt steht, niedriger als oder gleich zu 450 MPa eingestellt. Somit kann eine Zeitdauer, innerhalb welcher die Spannung, welche an der Nahtstelle zwischen der harzhaltigen Schicht 2 und der mittleren Gummischicht 3 erzeugt wird, aufgrund einer Fahrzeugvibration, einen Wert erreicht, bei welchem sich ein Brechen in der harzhaltigen Schicht 2 entwickelt, verzögert sein. Die Zeitdauer, während welcher die harzhaltige Schicht 2 an einem Brechen gehindert wird, kann dementsprechend länger gemacht werden im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, das heißt die Lebensdauer der harzhaltigen Schicht 2 kann bei der vorliegenden Ausführungsform verlängert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die harzhaltige Schicht 2 die Struktur einer doppelten Schicht auf, jedoch kann sie eine Struktur einer Mehrfachschicht aufweisen, bei welcher mehr als drei Schichtabschnitte geschichtet sind. In diesem Fall weist eine von den mehreren Schichten, welche am weitesten außen angeordnet ist, um mit der mittleren Gummischicht 3 in Kontakt zu stehen, ein Elastizitätsmodul von 100 bis 450 MPa derart auf, dass die oben beschriebenen Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden.
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Zweite Ausführungsform
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Wie es in der 3 gezeigt ist, umfasst ein Kältemittelschlauch 1 einer zweiten Ausführungsform eine harzhaltige Schicht, welche eine Struktur einer einzigen Schicht aufweist. Dies ist ein Unterscheidungspunkt zu der ersten Ausführungsform.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die harzhaltige Schicht 2 insgesamt ein Elastizitätsmodul von 100 bis 400 MPa auf. Solch ein Elastizitätsmodul der harzhaltigen Schicht 2 wird erhalten durch ein Hinzufügen eines Antioxidationsmittels zu einem Harz der harzhaltigen Schicht 2, während ein granulatförmiges Elastomer zu dem Harz der harzhaltigen Schicht 2 hinzugefügt wird. Ein Elastomer der gleichen Art, wie das Elastomer einer mittleren Gummischicht 3 und einer äußeren Gummschicht 5 kann als das Elastomer verwendet werden, welches zu der harzhaltigen Schicht 2 hinzugefügt wird. Die harzhaltige Schicht 2, welche ein Elastizitätsmodul von 100 bis 450 MPa aufweist, kann auch erhalten werden durch ein Nichthinzufügen eines Antioxidationsmittels.
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Auch bei der zweiten Ausführungsform ist das Elastizitätsmodul von einem Teil der harzhaltigen Schicht 2, welcher mit der mittleren Gummischicht 3 in Kontakt steht, niedriger als dasjenige des Vergleichsbeispiels eingestellt, das heißt niedriger als oder gleich zu 450 MPa. Somit können bei der zweiten Ausführungsform ähnliche Wirkungen zu der ersten Ausführungsform erzielt werden.
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Das praktische Beispiel der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen und das Vergleichsbeispiel werden unten beschrieben werden. Bei dem praktischen Beispiel der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird der Kältemittelschlauch
1 aus den unten beschriebenen Materialien hergestellt. Auf der anderen Seite wird bei dem Vergleichsbeispiel der Kältemittelschlauch aus Materialien hergestellt, welche unten beschrieben sind. Der Kältemittelschlauch des Vergleichsbeispiels ist ähnlich zu dem Kältemittelschlauch
1 des praktischen Beispiels mit Ausnahme, dass die harzhaltige Schicht des Vergleichsbeispiels eine Struktur einer einzigen Schicht aufweist. Zusammensetzungsverhältnisse zwischen dem Harz und dem Antioxidationsmittel im Hinblick auf das Gewicht in den ersten und zweiten Schichtabschnitten
2a und
2b des praktischen Beispiels sind in der Tabelle 1 gezeigt und ein Zusammensetzungsverhältnis zwischen einem Harz und Antioxidationsmitteln im Hinblick auf Gewicht bei der harzhaltigen Schicht des Vergleichsbeispiels ist in der Tabelle 2 gezeigt. Ein Gewicht des Harzes wird auf 100 in jeder Schicht der harzhaltigen Schicht eingestellt, wie es in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist. Materialien und Dicken der Schichten des Kältemittelschlauchs 1 von dem praktischen Beispiel
| Erste Schicht 2a | : PA6 | : 0,075 mm |
| Zweite Schicht 2b | : PA6 | : 0,075 mm |
| Mittlere Gummischicht 3 | : halogenierter Butyl-Gummi | : 1,35 mm |
| Verstärkungsschicht 4 | : PET | : 1,0 mm |
| Äußere Gummischicht 5 | : Ethylen-Propylen-Gummi | : 1,1 mm |
Materialien und Dicken von Schichten des Kältemittelschlauchs des Vergleichsbeispiels
| Harzhaltige Schicht | : PA6 | : 0,150 mm |
| Mittlere Gummischicht | : halogenierter Butyl-Gummi | : 1,35 mm |
| Verstärkungsschicht | : PET | : 1,0 mm |
| Äußere Gummischicht | : Ethylen-Propylen-Gummi | : 1,1 mm |
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Antioxidationsmittel
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- Phenolisches Antioxidationsmittel: „GA80”, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
- Phosphorisches Antioxidationsmittel: PEP-36
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Messungen des Elastizitätsmoduls
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Das Youngsche Elastizitätsmodul (longitudinales Elastizitätsmodul) wird gemessen unter Verwenden eines Messgeräts für Mikrohärte der Firma Shimadzu Corporation (DUH-Reihen). Die Messergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Ein Elastizitätsmodul der mittleren Gummischicht liegt bei etwa 20 MPa.
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Vibrationsauswertungstest
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Der Kältemittelschlauch, welcher in einem anfänglichen Zustand ist, nachdem er in einem Fahrzeug angeordnet wird, wird einem zweidimensionalen Vibrationstest ausgesetzt. Der Kältemittelschlauch wird in einer X-Richtung und in einer Y-Richtung mit vorherbestimmten Amplituden in dem zweidimensionalen Vibrationstest in Schwingung versetzt. Die X-Richtung ist senkrecht zu der Y-Richtung.
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Der Vibrationsauswertungstest wird auch als ein Dauerbeanspruchungstest ausgeführt. Der Vibrationsauswertungstext wird somit ausgeführt nachdem ein Kältemittel durch den Kältemittelschlauch über eine vorherbestimmte Zeitdauer bei einer vorherbestimmten Temperatur entsprechend zu einem Zustand geströmt hat, in welchem der Kältemittelschlauch in einem Fahrzeug angeordnet ist. Bei dem Vibrationsauswertungstext wird ein Kältemittel HFO-1234yf als das Kältemittel verwendet.
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Der Kältemittelschlauch wird nach dem Vibrationsauswertungstest dahingehend betrachtet, ob sich ein Brechen in der harzhaltigen Schicht entwickelt hat. Wenn es kein Brechen in der harzhaltigen Schicht gibt, wird ein Kreis (O) als ein Ergebnis der Vibrationsauswertung aufgeschrieben. Wenn auf der anderen Seite ein Brechen in der harzhaltigen Schicht gegeben ist, wird ein Kreuz (X) als das Ergebnis der Vibrationsauswertung aufgeschrieben.
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Wie es in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, entwickelt sich bei dem Vibrationsauswertungstest bei dem Vergleichsbeispiel ein Brechen und bei dem Vibrationsauswertungstest bei dem praktischen Beispiel entwickelt sich kein Brechen. Im Vergleich mit einem Fall, in welchem Antioxidationsmittel zu der harzhaltigen Schicht hinzugefügt sind, wie in dem Vergleichsbeispiel, kann daher die Zeitdauer, während welcher die harzhaltige Schicht an einem Brechen gehindert wird, verlängert werden, durch ein Hinzufügen von Antioxidationsmitteln zu dem ersten Schichtabschnitt
2a der harzhaltigen Schicht
2, welche eine Struktur einer doppelten Schicht aufweist, und durch ein Nichthinzufügen eines Antioxidationsmittels zu dem zweiten Schichtabschnitt
2b der harzhaltigen Schicht
2 so wie in dem praktischen Beispiel. In anderen Worten kann, da die Antioxidationsmittel zu einer inneren Schicht
2a der harzhaltigen Schicht
2 hinzugefügt werden, und keine Antioxidationsmittel zu der am weitesten außen liegenden Schicht
2b der harzhaltigen Schicht hinzugefügt werden, die Lebensdauer der harzhaltigen Schicht verlängert werden. Tabelle 1
| | | Praktisches Beispiel |
| Zusammensetzungsverhältnis des zweiten Schichtabschnitts 2b in Gewicht | PA6 | |
| PA6 | 100 |
| phenolisches Antioxidationsmittel | 0 |
| phosphorisches Antioxidationsmittel | 0 |
| Zusammensetzungsverhältnis des ersten Schichtabschnitts 2a in Gewicht | PA6 | 100 |
| phenolisches Antioxidationsmittel | 0,4 |
| phosphorisches | 0,4 |
| Antioxidationsmittel | |
| Physikalische Eigenschaft | Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b [MPa] | 450 |
| Elastizitätsmodul des ersten Schichtabschnitts 2a [MPa] | 600 |
| Vibrationsauswertungsergebnis | O |
Tabelle 2
| | | Vergleichsbeispiel |
| Zusammensetzungsverhältnis der harzhaltigen Schicht in Gewicht | PA6 | 100 |
| phenolisches Antioxidationsmittel | 0,4 |
| phosphorisches Antioxidationsmittel | 0,4 |
| Physikalische Eigenschaft | Elastizitätsmodul der harzhaltigen Schicht [MPa] | 600 |
| Vibrationsauswertungsergebnis | X |
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Die Ergebnisse einer Simulation mittels einer Finite-Elemente-Methode (FEM) in Bezug auf die Spannung, welche an einer Nahtstelle zwischen der harzhaltigen Schicht und der mittleren Gummischicht erzeugt wird, sind in den Tabellen 3 und 4 gezeigt. Bei dieser Simulation werden eine Form und eine Vibration des Kältemittelschlauchs in dem zweidimensionalen Vibrationstest simuliert und die Spannung, welche an der Nahtstellte erzeugt wird, wird berechnet unter Verwenden von „Marc 2007” als einem Löser bzw. Rechner und unter Verwenden eines „Patran 2007” als einen Pre-/Post-Prozessor. Tabelle 3
| | Nr. 1 | Nr. 2 | Nr. 3
(praktisches Beispiel) | Nr. 4 |
| Elastizitätsmodul eines zweiten Schichtabschnitts 2b [MPa] | 100 | 300 | 450 | 600 |
| Elastizitätsmodul eines ersten Schichtabschnitts 2a [MPa] | 600 | 600 | 600 | 600 |
| Erzeugte Spannung
(relativer Wert) | 32 | 50 | 74 | 100 |
Tabelle 4
| | Nr. 5 | Nr. 6 | Nr. 7 | Nr. 8 | Nr. 9
(Vergleichsbeispiel) |
| Elastizitätsmodul [MPa] | 100 | 300 | 400 | 450 | 600 |
| Erzeugte Spannung
(relativer Wert) | 17 | 47 | 62 | 70 | 100 |
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In den Fällen Nr. 1 bis 4, welche in der Tabelle 3 gezeigt sind, weist die harzhaltige Schicht 2 die Struktur einer doppelten Schicht auf. In diesen Fällen weist der erste Schichtabschnitt 2a, welcher eine innere Schicht der harzhaltigen Schicht 2 ist, ein Elastizitätsmodul von 600 MPa auf und der zweite Schichtabschnitt 2b, welcher eine am weitesten außen liegende Schicht der harzhaltigen Schicht 2 ist, weist Elastizitätsmodule von 100, 300, 450 und 600 MPa auf. Die Fälle 1 bis 3 entsprechen der ersten Ausführungsform und ein Fall Nr. 3 entspricht dem oben beschriebenen praktischen Beispiel.
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Bei den Fällen Nr. 5 bis 9, welche in der Tabelle 4 gezeigt sind, weist die harzhaltige Schicht eine Struktur einer einzigen Schicht auf und die harzhaltige Schicht weist ein Elastizitätsmodul von 100, 300, 400, 450 und 600 MPa auf. Ein Fall Nr. 9 entspricht dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel.
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Wie es in den Tabellen 3 und 4 gezeigt ist, resultiert, wenn eine Spannung, welche in dem Vergleichsbeispiel erzeugt wird, auf 100 eingestellt wird, ein relativer Wert der erzeugten Spannung in dem praktischen Beispiel in 74. In anderen Worten ist die erzeugte Spannung bei dem praktischen Beispiel geringer als die erzeugte Spannung in dem Vergleichsbeispiel. Des Weiteren ist, wie es in den Fällen Nr. 1 bis 4 der Tabelle 3 gezeigt ist, je niedriger das Elastizitätsmodul des zweiten Schichtabschnitts 2b ist, um so geringer der relative Wert der erzeugten Spannung. Wenn daher die harzhaltige Schicht 2 eine Struktur einer doppelten Schicht aufweist und wenn der zweite Schichtabschnitt 2b ein Elastizitätsmodul von 100 oder 300 MPa aufweist, wird kein Brechen erwartet, sich in der harzhaltigen Schicht 2 in dem Vibrationsauswertungstest zu entwickeln, ähnlich zu dem praktischen Beispiel.
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Wie es in den Fällen Nr. 5 bis 8 der Tabelle 4 gezeigt ist, sind, wenn die harzhaltige Schicht eine Struktur einer einzigen Schicht aufweist und wenn die harzhaltige Schicht ein Elastizitätsmodul von 100, 300, 400 und 450 MPa aufweist, die relativen Werte der erzeugten Spannung geringer als diejenige der erzeugten Spannung von dem praktischen Beispiel Nr. 3. Daher wird in allen Fällen Nr. 5 bis 8 kein Brechen erwartet, sich in der harzhaltigen Schicht bei dem Vibrationsauswertungstest zu entwickeln, ähnlich zu dem praktischen Beispiel.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen von ihr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, sei es angemerkt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen einem Fachmann des Gebietes deutlich sein werden.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden einem Fachmann des Gebiets unmittelbar deutlich werden. Die Erfindung in ihren breiteren Begriffen ist daher nicht auf die spezifischen Details, darstellenden Vorrichtungen und darstellenden Beispielen, welche gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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