JP3521404B2 - 可撓性のコード状中空物及びこの中空物を通過する流体の透過防止方法 - Google Patents
可撓性のコード状中空物及びこの中空物を通過する流体の透過防止方法Info
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Description
を有する可撓性のコード状の中空物に関する。
る。これらのコード状中空物は、以下でチューブとも呼
ばれ、液体またはガス状媒体を移送するために産業の多
くの部門で用いられる。技術的な環境制御ユニットにお
いて使用する場合、例えば、自動車において、このよう
なチューブは、冷媒の移送のために用いられる。冷媒
は、揮発性であり、これが大気中に漏れると悪い害を及
ぼすことになる。これを避けるために、天然の冷媒、例
えば炭酸ガスから作られたものを使用すべきである。公
知の冷媒用チューブの場合では、これらのチューブは、
耐拡散性を有するものでなく、また天然冷媒、特に、炭
酸ガスCO2に対する高い透過性を示すという欠点があ
る。
細書第4020798号に開示され、ここで、このチュ
ーブは、気体に対して低い透過性を有する内側層を有す
る。さらに、媒体を移送するための可撓性チューブは、
ヨーロッパ特許第0375608号に開示されている。
このチューブは、ケーシング内に一体化されかつ金属フ
ォイルからなる障壁層を有し、この金属フォイルは、こ
のフォイルのストリップ端部を重ね合わせて長さ方向に
あるいはスパイラル形状に配置されている。これに関す
る欠点は、気体に対する不透過性が、特に曲げ応力が加
わった時に損なわれることである。
低透過性と同時に高可撓性を有する一般形式の可撓性コ
ード状中空物及びこの中空物を通過する流体の透過防止
方法を提供することである。
記載の特徴部分を有する可撓性コード状中空物によって
達成される。この特徴部分は、ケーシングが内部ゾーン
に対面するケーシング表面に障壁層を有し、この障壁層
は、多数のサブエレメントが、うろこ(scale)状に配置
され、かつ障壁層は、移送されるべき媒体の揮発性分子
を通さないようにする。可撓性のコード状中空物から揮
発性分子が透過することを防止し、あるいは少なくとも
無視できる程度に減少させることができる。
れることなく冷媒を移送することができるようになり、
特に、好ましい場合、可撓性のコード状中空物は、冷媒
チューブとして用いられる。透過率の低下は、同時に冷
媒が供給される冷却ユニットの信頼性を高める。この中
空物の可撓性は、サブエレメントのうろこ状配置によっ
てわずかに損なわれるか、全く損なわれない。サブエレ
メントのうろこ状配置は、障壁層が曲げによる応力がか
かるときに破壊されることがないという状況を導く。障
壁層の破壊または損傷は、透過率の増加をもたらすこと
になる。
壁層の蒸着中、適当な結晶構造を生じることによって非
常に有利な形態を達成することができる。結晶構造のう
ろこ状構造は、好ましくは、キャリア層として作用する
ケーシングの層上に結晶性の物質を蒸着によって得るこ
とができ、この結晶性物質は、例えば、金属または合成
材料からなる。その結果、キャリアとして作用するケー
シングの層の表面に完全に不透過性の結晶領域(小板)
が形成される。この状態は、非拡張状態、即ち、非応力
状態となり、可撓性のコード状中空物(チューブ)が移
送されるべき冷媒に対してほぼ完全に不透過性となる。
蒸着した小板間の非常に小さいシームを通って起こるこ
とがある。小板が重なり合うように蒸着されている場
合、例えば、チューブの曲げまたは引張りによって応力
がかかるときでさえ、このようなチューブの状態におい
てもチューブ全表面の99%が結晶性の小板で覆われる
ので、小板の重なり度は確実である。
うな結晶性の小板を備え、高圧レンジであっても低い透
過性を有する可撓性のコード状中空物を形成できること
である。本発明に基づく障壁層を備えたこのような高圧
伸縮(high pressure expansion)チューブは、高い可撓
性、振動減衰、および音響的に優れた効果の点において
優れており、これらの利点は、低い透過性を同時に達成
することによって活用することができる。
縮チューブでは、冷媒として炭酸ガスCO2を使用する
ことができる。高圧レンジにおいて冷媒として炭酸ガス
を使用すると、突然の圧力降下時にいわゆる非圧縮の爆
発という問題を導く。冷媒の急激な膨張形成は、冷媒と
接触状態にある物質に起こる。これは、材料の損傷を導
き、または、この場合には、材料の破壊に至ることにも
なる。本発明に従う障壁層の結果として、この場合に
は、材料、即ち、可撓性のコード状中空物への損傷が生
じない。それは、冷媒としての炭酸ガスの分子をケーシ
ング内に透過させないからである。上述した結晶小板の
うろこ状配置のために、特に、透過が防止され、この場
合、高圧膨張の場合でさえも無視できる最小限に縮小す
ることができる。
サブエレメントからなることが好ましく、これらのサブ
エレメントは、好ましくは、媒体の移送方向および/ま
たは中空物の長手軸線に対して同軸に、重なり合ってい
る。その結果、障壁層の特別の可撓性配置によって、選
択された材料自体の低透過性を越える性能を達成してい
る。
金属または合成材料からなる特徴を備えている。その結
果、材料は、単純な方法で移送すべき冷媒と調和するよ
うに選択することができる。これにより、材料は、移送
すべき媒体の揮発性成分に対して特に良い障壁作用を示
す。
ば、障壁層が、接着または圧着状態(in a non-positiv
e manner)でケーシングの内側層の外側ケーシング表面
に接合されている。その結果、可撓性のコード状中空物
を使用する際に、達成された低い透過性が維持されるの
で、障壁層がケーシング表面から離れることを防止する
ことができる。この特徴は、好ましくは、障壁層とケー
シング表面の間の接着の強さを増加するためにケーシン
グ表面が物理的および/または化学的に処理される。そ
の結果、好ましくは、特に荒い面が形成され、これによ
り、順次付加される障壁層への接着が確実になる。
域をケーシング材料の極性または活性化を介して、障壁
層とケーシング表面間の接着の強さを増加できることが
望ましい。好ましくはポリマーからなるケーシング材料
により、極性グループがケーシングの基本的分子構造内
において一体化でき、これにより、これらの極性グルー
プがケーシング表面に障壁層で覆うことが改善される。
な接着剤が障壁層とケーシング表面の間に設けられるこ
とを特徴とする。この付加的な接着剤は、障壁層とケー
シング間の強くて耐久性のある圧着した接合を導き、そ
の結果、障壁層とケーシング間の接着が、使用時におい
て比較的強力な機械的な応力で維持され、方向性を伴っ
て、低い透過性を維持できる。
求項に記載された特徴を備えている。本発明は、図面に
関連して以下の実施例において、より詳細に説明する。
冷媒用チューブ10は、全体を12で示すケーシングを
含み、このケーシングは内部ゾーン14を覆っている。
ケーシング12は、可撓性のコード状中空物から形成さ
れ、ケーシング12の表面16が内部ゾーン14を形成
している。内部ゾーン14は、好ましくは、円形断面を
有する円筒形状で構成されており、実施形態によれば、
この内部ゾーンは、異なる形状、例えば、長円形または
同様の形状を有することもできる。ケーシング12は、
多層構造で作られ、ケーシング表面16は、内側層18
によって形成される。中間層20は、内側層18の回り
に配置され、外側層22は、中間層に隣接している。強
化層24は、中間層20と外側層22の間に配置されて
いる。ケーシング12の各層18、20、22は、例え
ば、ポリマー材料からなる。強化層24は、例えば、可
撓性の繊維強化層からなっている。
けられている。障壁層26は、ケーシング表面16に接
着または圧着状態で全表面上に接合されている。例え
ば、障壁層26は、ケーシング12の層組立てが行なわ
れた後、内部ゾーン14に取り付けることができる。さ
らに本実施形態によれば、障壁層26は、内側層18の
ケーシング表面16に最初に取り付けることができ、さ
らに、各層20、22、24が、例えば、押出し加工に
より順次設けられる。最後に、ケーシング12の各層
は、障壁層26上に順次形成されることが想像できる。
料からなる。障壁層26の材料は、冷媒用チューブ10
の内部ゾーン14を介して移送される冷媒に対して調和
するようになっている。冷媒として、例えば、炭酸ガス
CO2を考慮に入れることができる。
内側層18との間に高い接着力を達成するために荒く仕
上げることができる。これは、適当な装置の機械的作用
を介して物理的に、あるいは、アルカリ、酸、または同
様の物質を介して化学的に行なうことができる。障壁層
26の接着は、ここで達成される表面あらさの結果とし
て改善される。さらに、本実施形態によれば、接着剤
は、障壁層26とケーシング表面16の間に導くことが
できる。ケーシング表面16は、接着力を増加させるた
めに極性を備えたり、あるいは活性化させることもでき
る。
断面図を示している。図1の部材と同一の部材は、同一
の参照番号を付し、2回説明することを省く。本発明の
更なる実施形態が、長手方向断面によって説明される。
障壁層26は、うろこ状にケーシング表面に隣接する個
別のサブエレメント30を含んでいる。このケーシング
表面16は、次に、図1と関連して論じられてきた上記
実施形態の場合のように、機械的におよび/または化学
的に荒く仕上げることができる。さらに、付加的な接着
剤を設けることもできる。
14を通る冷媒の仮想的な移送方向を示す。障壁層26
のサブエレメント30のうろこ状配置は、移送方向32
にかつ中心軸34(図1参照)に対して同軸的に重なり
合うように行なうことができる。障壁層26のうろこ状
配置の結果、冷媒チューブ10の可撓性は、障壁層26
の導入によってわずかに修正される。うろこ状に配置さ
れたサブエレメント30は、何の問題もなく収容され
る。ケーシング12の曲げは、障壁層26によってあら
ゆる方向に可能であり、それは、サブエレメントが移送
方向32および/または長手軸34に対して同軸方向に
重なり合うことによる。
面16上に障壁層26を設ける結果として、冷媒を移送
することができ、さらに、このケーシング表面が内部ゾ
ーン14の周面を形成し、冷媒の揮発性成分がケーシン
グ12を通って拡散ができないことが明瞭になるであろ
う。
グは、移送されるべき冷媒の分子に対する非常に低い透
過性を達成できる。一方、分子の拡散が反対方向に、す
なわち、内部ゾーン14の方に拡散することも障壁層2
6によって防止される。 [図面の簡単な説明]
す。
った縦断面を示している。
Claims (15)
- 【請求項1】媒体を移送するためにケーシングによって
覆われる内部ゾーンと、移送されるべき媒体の揮発性分
子を通さない障壁層とを有する可撓性のコード状中空物
であって、 前記ケーシング(12)は、前記内部ゾーンに対面するケ
ーシング表面(16)上に接合される障壁層(26)を有
し、この障壁層が、うろこ状に配置されるサブエレメン
ト(30)からなり、該サブエレメント( 30 )は、互いに
隣接する前記サブエレメント間で揮発性分子が透過しな
いように重なり合うことを特徴とするコード状中空物。 - 【請求項2】前記サブエレメント(30)は、媒体の移送
方向(32)において重なり合うことを特徴とする請求項
1記載のコード状中空物。 - 【請求項3】前記サブエレメント(30)は、ケーシング
(12)の長手軸線(34)に対して同軸的に重なり合うこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載のコード状
中空物。 - 【請求項4】障壁層(26)は、金属からなることを特徴
とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコード状中
空物。 - 【請求項5】障壁層(26)は、合成材料からなることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコード
状中空物。 - 【請求項6】障壁層(26)は、圧着状態でケーシング表
面(16)に接合されていることを特徴とする請求項1〜
5のいずれか1項に記載のコード状中空物。 - 【請求項7】ケーシング表面(16)は、障壁層(26)の
接着力を増加するために物理的および/または化学的に
処理されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれ
か1項に記載のコード状中空物。 - 【請求項8】ケーシング表面(16)は、荒くなっている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の
コード状中空物。 - 【請求項9】ケーシング(12)の材料は、前記ケーシン
グ表面(16)の少なくとも表面領域に極性を有すること
を特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のコー
ド状中空物。 - 【請求項10】ケーシング(12)の材料は、前記ケーシ
ング表面(16)の少なくとも表面領域が活性化されてい
ることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載
のコード状中空物。 - 【請求項11】接着剤が、障壁層(26)とケーシング表
面(16)の間に配置されることを特徴とする請求項1〜
10のいずれか1項に記載のコード状中空物。 - 【請求項12】ケーシング(12)は、ポリマー材料から
なる少なくとも1つの層(18、20、22)を有することを
特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のコー
ド状中空物。 - 【請求項13】ケーシング(12)は、3重構造の層を有
することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に
記載のコード状中空物。 - 【請求項14】強化層(24)がケーシング(12)の少な
くとも2つの層(20、22)の間に配置されていることを
特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のコー
ド状中空物。 - 【請求項15】1つの軸線に沿って伸びる内部ゾーン
( 14 )、この内部ゾーン( 14 )を取り囲むケーシ ング表
面( 16 )を有する内側層( 18 )、及び外側層( 22 )を備
える可撓性のコード状中空物( 10 )の前記内部ゾーン
( 14 )または通路を介して流れる流体の過渡の透過を防
止する方法であって、 (a) 前記ケーシング表面( 16 )上に、サブエレメント
( 30 )を有する障壁層( 26 )を配置し、 (b) 前記障壁層を前記ケーシング表面( 16 )に接合
し、互いに隣接する前記サブエレメント間で揮発性分子
が透過しないように前記サブエレメント( 30 )が重なり
合う関係に配置され、 (c) 前記内側ゾーン( 14 )を通る前記流体の流れを、
前記軸線に沿って重なり合う方向に指向する、各ステッ
プを有することを特徴とする方法 。
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