JP7150129B2 - 流体ライン - Google Patents

Description

本発明は、多層プラスチック材料から構成されて内部空間を取り巻くチューブを有する流体ラインに関する。

化学活性流体、たとえば車両内の燃料を移送するラインは、使用に際し特有な要件を満足しなければならない。すなわち、ラインの材料は、流体によって溶解してはならない。この溶解は、比較的高い温度でも回避されるべきである。さらに、ラインは、移送する流体に対して不透過性でなければならず、また、流体に含まれ得る揮発性物質がラインの壁を決して通り抜けることがないように、移送する流体の化学成分に対して不透過性でなければならない。これは、一方で、移送する流体の品質の低下を防止し、他方で、揮発性物質が環境に漏れ出すのを防止することを意図している。さらに、溶脱を防止すべきである。これは、特に、流体がライン内に留まるとき、すなわち、少なくとも一時的に、流体の移送が行われないときに関連する。さらに、ラインは、他のライン構成要素へのラインの簡単かつ信頼性の高い接続を可能にする機械的特性を有さなければならない。

特許文献１は、炭酸成分およびジアミン成分から形成されるポリアミド樹脂（ナイロン９Ｔ）を含む最も内側の第１の層と、ポリアミド６（ＰＡ６）から構成される第２の層と、コポリアミド（ＣｏＰａ）系の結合層から構成される第３の層と、ポリアミド１２（ＰＡ１２）から構成される外側の第４の層とを備える、多層式の自動車両燃料ラインを開示する。

欧州特許第２０６６４９４号明細書

本発明の目的は、燃料ラインの材料の溶脱の減少および揮発性物質に対する透過性の減少を示し、なおかつ、ラインの他の構成要素に接続するのに十分な機械的特性を有する、冒頭で言及したタイプの燃料ラインを提供することである。

本発明の主要な特徴が、請求項１の特徴部分に示されている。細部が請求項２～１０の主題を形成する。

目的を達成するために、流体ラインが多層式プラスチック材のチューブを有し、そのチューブが内部空間を取り巻く場合、チューブが、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）から構成された内側の第１の層と、ポリアミド１２（ＰＡ１２）から構成された第２の層と、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）から構成された第３の層と、ポリアミド６（ＰＡ６）から構成された第４の層と、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）から構成された外側の第５の層とを有し、内側の第１の層が、内部空間を画定することが想定される。

すなわち、本発明は、多層式チューブ壁を有する、流体ライン用のチューブを提供する。この構成では、チューブは、移送される流体がそこを通る内部空間を取り巻く。ここで、内側の第１の層は、内部空間に直接接し、その空間を画定する。この場合、内側の第１の層は、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）から構成される。この材料は、低透過性を有する層を形成する。具体的には、この場合、この層は、流体内の揮発性物質、たとえばアルコール、または燃料中のある種の添加物に対するバリアを形成する。さらに、内側の第１の層は、化学物質および加水分解物質に耐性があり、ほんの少量の水分を吸収する。溶脱は、生じても少量である。高温でも、内側の第１の層は、良好な機械的特性を有し、したがって、寸法的に安定である。すなわち、内側の第１の層は、プロジェクトから漏出する物質に対するバリアを形成し、そのバリアが、なおかつチューブの内壁の十分な機械的安定性を確保する。

ポリアミド１２から構成される第２の層は、同様に、ほんの僅かな水分吸収を示し、したがって、漏出する水分に対する追加のバリアが、第２の層によって形成される。さらに、第２の層は、機械的に安定であり、高圧においても、または他の機械的力が存在しても、チューブの安定性を向上させる。

第４の層のポリアミド６は、容易に入手可能であり、比較的安価である。ポリアミド６から構成される第４の層は、流体ラインのチューブの基礎構造を形成する。

ポリアミド６１２から構成される外側の第５の層は、グリース、オイル、燃料、作動油、水、およびアルカリ性物質に関して良好な環境耐性を示す。流体ラインが、これら物質がチューブの外側の層に達し得る環境で使用されている場合、内側の諸層は、外側の第５の層によって保護される。すなわち、外側の第５の層は、内側の諸層に対する外部からの影響に対して保護層を形成する。さらに、外側の第５の層は可撓性がある。

流体ラインのチューブにおいて５つの層を組み合わせることによって、チューブは、従来技術に比較して、たとえば揮発性物質または浸食性化学物質を含む流体の移送に関して改善された特性を有する。同時に、チューブは、なおかつ、多層式プラスチック材によって、機械的に安定し、撓みやすくなる。個々の層が、互いに支持し合い、それぞれの特性を相乗的に組合せ、それによって、良好な化学的耐性と共に、良好な機械的特性も形成されて、様々な要件を有する様々な状況において流体ラインを使用することが可能になる。そして、機械的特性は、流体ラインを他のライン構成要素に信頼性高くかつ簡単に接続することを可能にする。

内側の第１の層は、チューブの壁厚全体の１５％～２５％の範囲、好ましくは２０％の厚さを有し得る。この相対厚さを有する内側の第１の層は、内部空間に配置される流体から漏出し得る物質に対する不透過性に関する内側の第１の層の特性を保持する。

第２の層は、チューブの壁厚全体に対して２％～１８％の範囲、好ましくは１０％の厚さを有し得る。このように、第２の層は、内側の第１の層と組み合わさって作用する相対厚さを有する。さらに、この厚さは既に、チューブの機械的安定性の増加をもたらしている。

第３の層は、チューブの壁厚全体に対して２％～１８％の範囲、好ましくは１０％の厚さを有し得る。この相対的層厚さによって、チューブの引張および曲げ強度の増加がもたらされる。

第４の層は、チューブの壁厚全体に対して３０％～５０％の範囲、好ましくは４０％の厚さを有し得る。この相対的層厚さが、安価であり、なおかつ機械的安定性を付与する、流体ラインの基礎構造を形成する。

外側の第５の層は、チューブの壁厚全体に対して１２％～２８％の範囲、好ましくは２０％の厚さを有し得る。その結果、外側の第５の層によって形成される外側の保護層は、内側の諸層に対する外部の、特に化学的な、影響に対して十分な保護を行うことができ、他の層と比較して、比較的少量の材料が使われる。

それゆえ、外側の第５の層は、好ましくは、カラーマスタバッチを追加して備え得る。このようにして、外側の第５の層は着色することができる。外側の第５の層の残りの成分を、外側の第５の層の物理的特性を僅かに変更する他の物質によって、さらに追加して形成することができる。外側の第５の層の基本的特性が、カラーマスタバッチおよび／または添加物によって実質的に変更されることはない。

さらに、目的を達成するために、車両内で燃料を移送するために上記の説明による流体ラインを使用することが想定される。

流体ラインの使用の効果および利点が、上記に示された流体ラインの説明から明らかになる。

本発明のさらに他の特徴、詳細、および利点が、特許請求の範囲の記述、および図面を参照する以下の例示的実施形態の説明から明らかになる。

流体ラインの概略図である。 図１の流体ラインの断面図である。

図１および２は、たとえば車両の燃料ラインになり得る流体ライン１０を示す。この場合、燃料は、アルコールもしくは他の揮発性物質または浸食性化学物質を含んでもよい。流体ライン１０は、車両の燃料タンクとエンジンとの間の燃料ラインの少なくとも小区間を形成することができる。

図１によれば、燃料ライン１０は、内部空間１４を取り巻くチューブ１２を備える。内部空間１４は、チューブ１２全体を貫通して延在し、チューブ１２の両端に貫通開口２６を有する。チューブ１２は、燃料ラインの別のライン要素または何らかの別のラインに接続することができ、したがって、貫通開口２６は、内部空間から別のライン要素の内孔への移行部を形成する。その場合、移送される燃料は、一方の貫通開口２６を通ってチューブ１２の内部１４に導入され、他方の貫通開口２６を通って排出される。

チューブ１２は、多層構造のプラスチック材料から製造される。これは、チューブ１２が、層状の様々な材質を有するチューブ壁を有することを意味する。

ここで、図２が、流体ライン１０の断面を示す。この場合は、流体ライン１０のチューブ１２が、５つの層を備える。

内側の第１の層１６は、内部空間１４を画定する、チューブ１２の内壁を形成する。内側の第１の層１６は、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）を含む。この場合、内側の第１の層１６は、完全にポリアミド９Ｔから構成することができる。ポリアミド９Ｔから構成される内側の第１の層１６は、殆どの物質、特にプラスチックならびにプラスチックの成分および添加物に対して、低溶解性および低透過性を有する。その第１の層は、また、水分の漏出に対してバリアを形成する。したがって、内側の第１の層１６は、化学成分の通過に対するバリアを形成し、さらに、流体、特に燃料の成分によって溶解されることもあり得るチューブ１２の残りの部分の保護を行う。

図２に示された例では、内側の第１の層１６は、チューブ１２の壁厚全体の１５％～２５％を形成する厚さを有する。

第２の層１８は、ポリアミド１２を含み、内側の第１の層１６の周りに延在する。第２の層１８は、内側の第１の層１６からの水分の漏出をさらに低減する。さらに、第２の層１８は、チューブの機械的特性を強化し、それによって、高圧下になり得る流体を、流体ライン１０を通して移送することを可能にする。

この例では、第２の層１８は、チューブ１２の壁厚全体の１２～１８％を形成する厚さを有する。

第３の層２０は、ポリアミド６１２を含み、第２の層１８の周りに延在し、したがって内側の第１の層１６の周りにも延在する。この配置では、内部空間１４から視ると、第３の層２０が第２の層１８に接している。

第３の層２０は、チューブ１２の引張および曲げ強さを増加させ、同時に、なおかつ湿潤しても強く、弾力性がある。したがって、第３の層２０は、チューブ１２の安定性をさらに増強する。

この場合、この例の第３の層２０は、チューブ１２の壁厚全体の２％～１８％を形成する厚さを有する。

第４の層２２は、ポリアミド６を含み、この例ではチューブ１２の壁厚全体の３０～５０％を構成する層厚さを有し、チューブ１２の基礎構造を形成する。ポリアミド６の効力により、第４の層２２は、他の層とほぼ同様に機械的に安定し、同時に、容易に入手可能であり、比較的安価である。他の層と組み合わせることによって、必要な物理的特性を犠牲にすることなく、チューブのコストを低減することができる。

第４の層２２は、さらに第３の層２０の周りに延在し、したがって同様に第２の層１８および内側の第１の層１６の周りに延在する。

外側の第５の層２４は、第３の層２０と同様に、ポリアミド６１２を含む。第５の層２４は、第４の層２２の周り、したがって他の層の周りに延在する。第５の層は、チューブ１２の最も外側の層を形成し、したがって外界に対してチューブ１２を画定する。

ポリアミド６１２の効果により、外側の第５の層２４は、たとえば車両に使用される殆どの物質に対して反応しない。したがって、外側の第５の層の上、またはその層に隣接して位置する対応するチューブからの物質の漏出、およびそれら物質による外側の第５の層２４の濡れは、チューブ１２の物理的特性に影響する結果を外側の第５の層２４に対して生じない。すなわち、外側の第５の層２４は、４つの内側の層１６、１８、２０、および２２に対する保護層を形成する。

外側の第５の層２４の厚さは、この例では、チューブ１２の壁厚の１２％～２８％である。それによって、内側の諸層の十分な保護が確保される。

さらに、外側の第５の層２４は、ポリアミド６１２とカラーマスタバッチとの混合物を含み得る。それによって、外側の第５の層２４は、カラーマスタバッチの色によって着色することができ、ポリアミド６１２の物理的特性がカラーマスタバッチによって損なわれることはない。

この場合、外側の第５の層２４は、ポリアミド６１２に加えてカラーマスタバッチおよび／またはさらに別の添加物を含み得る。

各層の材料が、層厚さ比率と共に、下記に表形式で列記されている。ここで、表中、数字１による層は、内側の第１の層１６であり、数字５による層は、外側の第５の層２４である。したがって、表中、数字２、３、および４による各層は、層１８、２０、および２２に対応する。

この層厚さに則れば、内側の第１の層１６が、０．１ｍｍ～０．３ｍｍの範囲、たとえば好ましくは０．２ｍｍの厚さをもつチューブ１２を有する流体ライン１０を設けることが可能である。その場合、第２の層１８は、０．０１ｍｍ～０．２ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍの厚さを有し得る。この場合、第３の層２０は、同様に、０．０１ｍｍ～０．２ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍの厚さを有し得る。さらに、第４の層２２は、０．３ｍｍ～０．５ｍｍの範囲、好ましくは０．４ｍの厚さを有し得る。さらに、その場合、第５の層２４は、０．１ｍｍ～０．３ｍｍの範囲、好ましくは０．２ｍｍの厚さを有し得る。

本発明は、上記の実施形態の１つに限定されることはなく、多様な方式で変更することができる。

特許請求の範囲、本明細書、および図面から明らかになる全ての特徴および利点は、設計の細部、空間上の配置、および方法のステップを含めて、それら自体または多様な組合せのいずれにおいても本発明にとって本質的であり得る。

１０ 流体ライン
１２ チューブ
１４ 内部空間
１６ 内側の第１の層
１８ 第２の層
２０ 第３の層
２２ 第４の層
２４ 外側の第５の層
２６ 貫通開口

Claims (8)

1. 多層式プラスチック材から構成されて内部空間を取り巻くチューブを有し、該チューブが、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）から構成された内側の第１の層と、ポリアミド１２（ＰＡ１２）から構成されて前記第１の層の周りに延在する第２の層と、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）から構成されて前記第２の層の周りに延在する第３の層と、ポリアミド６（ＰＡ６）から構成されて前記第３の層の周りに延在する第４の層と、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）から構成された外側の第５の層とを有し、前記内側の第１の層が、前記内部空間を画定する流体ライン。
2. 前記内側の第１の層が、前記チューブの壁厚全体の１５％～２５％の範囲の厚さを有する請求項１に記載の流体ライン。
3. 前記第２の層が、前記チューブの壁厚の２％～１８％の範囲の厚さを有する請求項１または２に記載の流体ライン。
4. 前記第３の層が、前記チューブの壁厚の２％～１８％の範囲の厚さを有する請求項１から３のいずれか一項に記載の流体ライン。
5. 前記第４の層が、前記チューブの壁厚の３０％～５０％の範囲の厚さを有する請求項１から４のいずれか一項に記載の流体ライン。
6. 前記外側の第５の層が、前記チューブの壁厚の１２％～２８％の範囲の厚さを有する請求項１から５のいずれか一項に記載の流体ライン。
7. 前記外側の第５の層が、カラーマスタバッチを追加して含む請求項１から６のいずれか一項に記載の流体ライン。
8. 車両内で燃料を移送するための、請求項１から７のいずれか一項に記載の流体ラインの使用。

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