JP5358062B2 - 合成物質から成る自動車配管 - Google Patents

Description

本発明は、配管の内面が少なくとも領域的に導電性の合成物質から成る、合成物質から成る自動車配管に関する。この場合、導電性の合成物質とは、特に導電性の粒子、例えばカーボンブラック粒子又は炭素繊維が埋め込まれている合成物質マトリクスのことを意味する。

導電性の内層を有する自動車配管は、種々の実施形において公知である。導電性の合成物質は、非導電性の合成物質と比べ、比較的高価な管材である。その他、導電性の合成物質は、配管の機械的特性にマイナスの影響を与える。大量の導電性の合成物質もしくは導電性の合成物質の大きな層厚さは、特に配管の低温衝撃強さを阻害する。

冒頭で述べた様式の自動車配管では、しばしばビードが加工される。ビードは、配管の周囲に渡り周回する場所を限定した配管の拡大部に相当し、従って、ビードの領域内には、配管の外径と内径の両方が拡大されている。このようなビードは、例えばシャシにクリップで配管を固定もしくは位置決めするために使用される。ビードは、通常押出し成形による低温もしくは高温変形によって加工される。このようなビードの加工は、配管の内面に伸ばされた領域を生じさせる。この伸びに基づいて、そこにある導電性の粒子の間隔が拡大し、従って、伸ばされた領域の合成物質の導電性が低下させられるか、中断さえさせられる。これは、自動車配管のビードを形成する際の望ましくない不利な効果である。

加えて、冒頭で述べた様式の自動車配管は、しばしば回転溶接又は振動溶接により他の配管要素、例えば適当なエンドフィッティングと結合される。溶接には、配管の内面が含まれており、その際に生じる接触面の浸食に基づいて、特に導電性の内層が薄く敷かれている場合、導電性は望ましくない程に阻害されてしまう。
このような自動車配管は、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４及び特許文献５に開示されている。
仏国特許出願公開第２ １９４ ５４５号明細書 独国実用新案登録第７５ ３４ ７２３号明細書 独国特許出願公開第３２ ０２ ８５４号明細書 米国特許特許第２００４／１９１４５２号明細書 国際公開第２００５／０４７７４８号パンフレット

これに対して、本発明の根本にある技術的な課題は、前記欠点を回避することができ、十分な導電性を、特に危険な領域（ビード、溶接箇所）でも長期間保証し続ける、冒頭で述べた様式の自動車配管を提供することにある。

この技術的な課題は、本発明によれば、配管の内面が少なくとも領域的に導電性の合成物質から成る、合成物質から成る自動車配管において、配管の周囲の一部だけに渡り延在する、導電性の合成物質から成る少なくとも１つの部分が設けられており、この導電性の部分が、配管の導電性の内面に接続されていること、導電性の部分が、少なくとも、配管の壁の全肉厚に関して中心の領域内に位置する中立軸の領域にまで、半径方向に非導電性の合成物質から成る層内に部分的に突出すること、導電性の部分が、少なくとも領域的に配管の長手方向に延在することによって解決される。

自動車配管とは、特に燃料を導くための配管を意味する。配管の内面とは、本発明の枠内では、貫流する液状媒体、特に燃料と接触する配管の内表面を意味する。導電性の合成物質とは、本発明の枠内では、特に、導電性の粒子、例えばカーボンブラック粒子又は炭素繊維が埋め込まれた合成物質マトリクスを意味する。

導電性の部分が配管の導電性の内面に接続されているとは、導電性の部分自体が配管の内面の導電性の領域を構成することができるということも意味する。導電性の部分が半径方向に非導電性の合成物質から成る層内に突出することは、部分が非導電性の合成物質から成る層の厚さもしくは層厚さの一部だけに渡り延在することを意味する。換言すれば、導電性の部分は、非導電性の合成物質から成るこの層を経て完全に突出するのではなく、半径方向で導電性の部分の上に、常に非導電性の合成物質から成るもう１つの層が配設されているということである。導電性の部分が、非導電性の合成物質層の厚さの少なくとも４０％に渡り、好ましくは少なくとも４５％に渡り、特に好ましくは少なくとも５０％に渡り延在することは、本発明の枠内にある。合目的に、導電性の部分は、非導電性の合成物質層の厚さの最大８５％に渡り、特に最大８０％に渡り、好ましくは最大７５％に渡り、非常に好ましくは最大７０％に渡り、特に好ましくは最大６５％に渡り延在する。導電性の部分が、非導電性の合成物質層の肉厚に関して中心の領域にまで延在することは、本発明の枠内にある。本発明の好ましい実施形によれば、少なくとも配管の壁の「中立軸」の近くもしくはその領域にまで延在する。「中立軸」のこの領域は、配管の壁の肉厚に関して中心の領域であり、この領域は、配管を曲げる時もしくは配管にビードを付ける時に潰れ及び伸びにより侵害されない。配管が１つの層だけを有する場合、中立軸は、この層の層厚さに関して中心の領域内に位置する。本発明の好ましい実施変形例によれば、中立軸に対する導電性の部分の半径方向の間隔は、０〜０．３５ｍｍ、特に０〜０．３ｍｍ、好ましくは０〜０．２５ｍｍ、非常に好ましくは０〜０．２ｍｍである。

本発明によれば、導電性の部分は、配管の周囲もしくは内周の一部だけに渡り延在する。導電性の部分が、配管の周囲もしくは内周の最大３０％に渡り、特に最大２０％に渡り、好ましくは最大１５％に渡り、非常に好ましくは最大１０％に渡り、特に好ましくは最大５％に渡り延在することは、本発明の枠内にある。導電性の部分は、合目的に長方形、台形、円形又は半円形の横断面を有する。

更に、本発明による自動車配管が多層の配管であることは、本発明の枠内にある。換言すれば、非導電性の合成物質から成る層に別の層もしくは合成物質層を接続させることができるということである。

本発明の特に好ましい実施形によれば、少なくとも１つの導電性の部分が、配管の内面の導電性の領域を構成し、配管の内面の残りの領域が、非導電性の合成物質から成る。即ち、本発明による自動車配管のこの実施形の場合、非導電性の合成物質から成る内層が設けられており、この内層が、配管の内面の大部分を構成する。少なくとも１つの導電性の部分は、配管の周囲の部分領域だけに渡り延在し、非導電性の内層内に突出する。基本的に、内層内に突出し、配管の長手方向に沿って延在する複数の導電性の部分を設けることができる。しかしながら、本発明の特に好ましい実施形によれば、部分的にしか非導電性の合成物質層内に突出しないただ１つの導電性の部分だけが設けられている。非導電性の合成物質層は、特にフルオロポリマー又はポリアミドから成る。非導電性の合成物質層のための適当なフルオロポリマーは、特にＥＴＦＥとＰＶｄＦである。合目的に、導電性の部分は、フルオロポリマー又はポリアミドから成る合成物質マトリクスを備える。導電性の部分の合成物質マトリクスのための適当なフルオロポリマーは、ＥＴＦＥ又はＰＶｄＦである。

本発明の他の非常に好ましい実施形によれば、配管の内層が、導電性の合成物質から成り、この導電性の内層の外面に、非導電性の合成物質から成る層が接続する。導電性の合成物質から成る部分は、この実施形の場合、導電性の内層に接続されており、部分的に非導電性の合成物質層内に突出する。導電性の内層が、自動車配管の全周囲もしくは全内周に渡り延在することは、本発明の枠内にある。さらに、導電性の合成物質から成る部分が一体的に導電性の内層に接続されており、部分的に非導電性の合成物質層内に突出することは、本発明の枠内にある。この場合、導電性の部分は、合目的に導電性の内層と同じ材料から成る。特に、導電性の部分の半径方向の厚さｄは、導電性の内層の半径方向の厚さの２分の１以上、好ましくは３分の２以上、非常に好ましくは４分の３以上である。ある実施形によれば、導電性の部分の半径方向の厚さｄは、導電性の内層の半径方向の厚さよりも大きい。非導電性の合成物質層には、半径方向外方に別の層もしくは合成物質層を接続させることができる。合目的に、導電性の内層及び／又は導電性の部分の合成物質マトリクスは、フルオロポリマー又はポリアミドから成ることができる。フルオロポリマーは、特にＥＴＦＥ又はＰＶｄＦである。導電性の内層の合成物質マトリクスと導電性の部分の合成物質マトリクスには、導電性添加物、特にカーボンブラック粒子が埋め込まれている。

導電性の部分が、少なくとも０．２ｍｍの、特に少なくとも０．２５ｍｍの、好ましくは少なくとも０．３ｍｍの、非常に好ましくは少なくとも０．３５ｍｍの半径方向の厚さｄを備えることは、本発明の枠内にある。実施変形例によれば、導電性の部分の半径方向の厚さｄは、自動車配管の全肉厚の少なくとも２０％、特に少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３０％、非常に好ましくは少なくとも３５％である。

本発明の特に好ましい実施形によれば、導電性の部分は、配管のビードにおいて配管の長手方向に延在する。ビードとは、本発明の枠内では、特に配管の全周囲に渡り延在する自動車配管の壁の局所的な拡大部を意味する。上で既に説明したように、このようなビードを形成する場合は、配管の壁の内面が伸ばされ、これにより、導電性の粒子が互いに大きな間隔を有するので、従来技術から公知の配管の場合、しばしば導電性がもはや保証されていない。本発明の根本にある認識は、本発明による導電性の部分によって、配管の僅かにしか伸びていない領域でも、特に配管の壁の壁中心の領域でも、配管の最適な導電性を保証する導電性の材料が存在することにある。

本発明の別の特に好ましい実施形によれば、導電性の部分が、配管の摩擦溶接領域内で配管の長手方向に延在する。摩擦溶接領域は、特に配管の終端部であり、この終端部は、回転溶接又は振動溶接介して別の配管要素と、特にフィッティングと結合されるべきである。ここで本発明の根本にある認識は、本発明による導電性の部分が、溶接後でも、これと結び付いた合成物質表面の浸食後でも、未だ十分に、配管の最適な導電性を保証する導電性の材料が存在することにある。導電性の部分が、もっぱら１つの材料から成ること、もしくは本質的にもっぱら摩擦溶接結合に関与する１つの材料から成ることは、本発明の枠内にある。これは、合目的に、内部に導電性の粒子、特に炭素粒子又は炭素繊維が分配されている相応の合成物質マトリクスである。上で既に説明したように、導電性の部分の合成物質マトリクスは、特にフルオロポリマー又はポリアミドから成る。適当なフルオロポリマーは、特にＥＴＦＥ及びＰＶｄＦである。導電性の部分が配管の内面の導電性の領域を構成する実施形の場合、合目的に導電性の部分の半径方向の厚さｄは、摩擦溶接工程時に浸食により取り除かれる配管の内側の層の半径方向の厚さよりも大きい。導電性の内層を有する実施形の場合、特に導電性の内層の半径方向の厚さと導電性の部分の半径方向の厚さｄの和は、摩擦溶接工程時に浸食により取り除かれる配管の内側の層の厚さよりも大きい。

本発明の根本にある認識は、本発明により形成された自動車配管により、常に配管の十分な導電性が保証されることにある。これは、ビードを自動車配管に加工する箇所や、回転溶接又は振動溶接を受ける自動車配管の領域のためにも当て嵌まる。それにもかかわらず、本発明による自動車配管は、簡単で安価な方法で製造することができる。その点の本発明の根本にある認識は、自動車配管の本発明による形成に基づいて、比較的僅かな量の導電性の合成物質しか使用する必要がないこと、それにもかかわらず導電性が危険な領域でも長期間保証され続けることにある。これにより、有利に高価な管材を削減することができる。本発明による自動車配管は、従来技術から公知の導電性の配管と比べて、突出した機械的な特性によって際立っている。従って、本発明による配管は、多くの他の公知の配管よりも良好な低温衝撃強さを備える。

１つの実施例だけを図示した図面を基にして本発明を以下で詳細に説明する。

図１には、その内面１が導電性の合成物質から成る、合成物質から成る自動車配管の一部が図示されている。この自動車配管には、自動車配管の壁を外方に拡大したビード２が形成されている。図２ａ及び２ｂは、自動車配管の内面１もしくは内壁の拡大部を示す。ここで、内壁の合成物質には、導電性の粒子３が埋め込まれている。図２ａの拡大部は、ビード２を形成する前の内壁の状態を示す。ここで、導電性の粒子３は、互いに僅かな間隔しか有していないので、導電性が保証されている。図２ｂは、ビード２を形成した後の図１に従った状態を示す。図２ｂに図示した内壁の領域は、図１でハッチングで特徴付けた内壁の領域に一致する。ここでは、ビード２の形成に基づいて、内壁の合成物質領域の伸ばしが行なわれたので、導電性の粒子は、互いに比較的大きな間隔を備え、従って、十分な導電性は、必ずしも保証されていない。その他、図１には、配管の壁中心の領域に中立軸７が一点鎖線で図示されている。これは、管壁の肉厚に関して中心の領域であり、この領域は、ビード２を形成する際に伸び又はつぶれを何ら受けない。

図３及び４は、本発明による自動車配管の２つの実施形を横断面図で示す。図３による実施形では、配管の内面１の導電性の領域を構成する導電性の部分４が設けられている。導電性の部分４は、内部に導電性の粒子３が分配されて埋め込まれている合成物質マトリクスから成る。配管の内面１の残りの領域は、非導電性の合成物質５から成る。即ち、この実施形の場合、非導電性の合成物質５から成る内層が設けられており、この内層が、配管の内面１の大部分を成す。導電性の部分４は、この内層６内に突出し、この場合、本発明によれば、導電性の部分は、内層６の厚さの一部だけに渡り延在する。導電性の部分４が、少なくとも中立軸７の領域にまで延在することは、本発明の枠内にある。上で既に説明したように、中立軸７は、配管がこの内層６だけを唯一の層として備える場合には、内層６の壁中心の領域内に位置する。配管が複数の層から成る層複合体である場合、中立軸７は、配管の壁の全肉厚に関して中心の領域内に位置する。その場合、相応の層厚さの形成を有する実施変形例によれば、中立軸７は、同様に非導電性の内層６内に位置する。

図４による実施例では、配管の内層６が、導電性の合成物質から成る。この導電性の合成物質には、非導電性の合成物質５から成る別の層８が接続する。ここでは、導電性の部分４は、導電性の内層６と一体的に結合されており、非導電性の層８内に突出する。この場合、導電性の部分４は、合目的に少なくとも層８の層厚さに関して中心の領域にまで突出する。特に導電性の部分４は、層８の層厚さの少なくとも４０％に渡り、好ましくは少なくとも４５％に渡り、非常に好ましくは少なくとも５０％に渡り延在する。導電性の部分４が、管壁の中立軸７の近く、好ましくはその領域内に突出することは、本発明の枠内にある。管壁が、導電性の内層６と非導電性の合成物質から成る別の層８との層複合体だけである場合は、中立軸は、この層複合体の全肉厚に関して中心の領域内に位置する。更に別の層が層８に接続する場合は、中立軸７は、この層ユニットの全肉厚に関して中心の領域内に位置する。相応の層厚さの形成を有する実施変形例によれば、中立軸７は、前記の場合、非導電性の合成物質５から成る層８内に位置する。

自動車配管が、ビード２の領域を図３又は４のように形成されている場合、公知の自動車配管の場合に生じる欠点は生じない。それにもかかわらずむしろ、ビード２の形成は、本発明による自動車配管の導電性を十分に保証し続ける。その他、本発明による自動車配管は、特に摩擦溶接領域でも図３及び４の実施形に応じて設定される。摩擦溶接とこれに結び付いた表面浸食があるにもかかわらず、本発明による自動車配管の場合は、それにもかかわらず配管の十分な導電性を維持することができる。

ビードを有する自動車配管を概略図で示す。 ビードを形成する前の自動車配管の壁の拡大部を概略図で示す。 ビードを形成した後の自動車配管の壁の拡大部を概略図で示す。 本発明による自動車配管の第１の実施形の横断面図を概略図で示す。 図３による自動車配管の第２の実施形を概略図で示す。

符号の説明

１ 内面
２ ビード
３ 導電性の粒子
４ 導電性の部分
５ 非導電性の合成物質
６ 内層
７ 中立軸
８ 非導電性の層

Claims (4)

1. 配管の内面（１）が少なくとも領域的に導電性の合成物質から成る、合成物質から成る自動車配管において、
   配管の周囲の一部だけに渡り延在する、導電性の合成物質から成る少なくとも１つの部分（４）が設けられており、この導電性の部分（４）が、配管の導電性の内面（１）に接続されていること、導電性の部分（４）が、少なくとも、配管の壁の全肉厚に関して中心の領域内に位置する中立軸（７）の領域にまで、半径方向に非導電性の合成物質から成る層内に部分的に突出すること、導電性の部分（４）が、少なくとも領域的に配管の長手方向に延在すること、配管の内層（６）が、導電性の合成物質から成り、導電性の内層（６）に、非導電性の合成物質（５）から成る層が接続し、導電性の合成物質から成る部分（４）が、導電性の内層に接続されており、非導電性の合成物質層内に突出することを特徴とする自動車配管。
2. 導電性の部分（４）が、配管のビード（２）の領域内で配管の長手方向に延在することを特徴とする請求項１に記載の自動車配管。
3. 導電性の部分（４）が、配管の摩擦溶接領域内で配管の長手方向に延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車配管。
4. 導電性の部分（４）の合成物質が、フルオロポリマー又はポリアミドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動車配管。

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