JP2024509363A - 蛇腹部を形成する可撓性領域を有する流体移送要素 - Google Patents

Abstract

本発明は、流体移送要素（１０）、特に、自動車の流体移送回路（１００）のための流体移送要素（１０）に関する。該要素は、回路の別の要素に接続するための接続部分（１４）を備え、接続部分（１４）は、内面および外面によって画定された、長手方向（Ｙ）に延在する管状壁（１６）と、別の要素と結合するための結合端部部分（２０）によって延長された主要部分（１８）と、を備え、接続部分（１４）は、プラスチック材料を成形することで得られる。本発明によれば、主要部分（１８）は、蛇腹部を形成する可撓性領域（２２）を備え、可撓性領域は、結合端部部分（２０）とは軸方向にも機能的にも異なっており、壁（１６）の内面に螺旋状の溝を有し、溝は、中空成形によって内面に形成されて、壁（１６）の領域（２２）に螺旋状に延在する内部形状が形成され、これにより、曲げ力を受けたときに接続部分（１４）の弾性変形が生じる。【選択図】図１

Description

本発明は、流体移送要素に関する。また、本発明は、流体移送の技術分野に適用され、特に、複数の流体移送回路の相互接続の技術分野に適用される。

より詳細には、本発明は、燃料回路、空気回路または真空回路、蒸気回路、モータの冷却回路、電気自動車またはハイブリッド車のバッテリ、パワーエレクトロニクス、またはその他のシステムにおける、例えば熱交換器による流体の移送に適用されるが、これに限定されるものではない。

本発明は、ホースおよびパイプ用の弾性カップリングスリーブの改良に関する。これらのスリーブは、振動を吸収すること、共振現象をカットすること、および場合によっては回路内の連続する２つのホース間のずれを許容することで、ホースの伸縮を吸収するように意図されている。

様々な流体（冷却水、燃料、空気）が流れることができる熱交換器において、熱交換を改善するために、可能な限り小さなスペースで流体流路の数を最大にすることが有利な場合が多い。この場合、例えば互いに平行に配置され、互いに対する中心間の距離が短い状態で間隔をあけて配置された複数の流路を接続するために、「ブリッジカップリング」と呼ばれる非常に短いカップリング要素が必要となる場合がある。このタイプの構造は、例えば電気自動車またはハイブリッド車のバッテリパックの温度を調整するために使用され得る。

このようなカップリング要素は、流体ネットワークに結合するための所定の経路を実現するために、曲線状チューブの形態で作製されることが知られている。これらのチューブは、通常、押出成形機を使用して作製される。押出成形機は、曲げ加工および熱間成形前に、直線的な形状を有するチューブを排出する。また、主にポリアミド製の単層チューブであるこれらのチューブは、通常、薄い厚さ（通常１ミリメートル程度）を有するように形成される。しかしながら、このようなチューブは、結合される部分の位置決めのためだけでなく、押出成形プロセスまたは熱間成形プロセスの最終段階における幾何学的なばらつき、またはその切断の精度などに関連する機械的なばらつきなどを緩和するには、剛性が高すぎる場合がある。また、車両または別の部材への組み付け前、およびその動作中に、チューブでは、特に温度変化に起因する伸縮の影響による幾何学的なばらつきが生じる。

さらに、これらのチューブは、成形用テンプレートに挿入された後に、様々な熱間成形プロセス（炉、熱風または蒸気の内部循環など）によって成形される。チューブがテンプレート内で成形される際、材料には大きな応力がかかる。この応力は、熱間成形プロセスによって部分的にしか緩和されない。このため、これらの応力は、製品が寿命を迎えるまで、特に幾何学的なばらつきと追加の応力につながる温度の変動に曝されたときに緩和される。

チューブの剛性が高すぎると、このようなばらつきがチューブの組み立てを困難にし、且つ／または動作中に接続部に大きな応力を生じさせる可能性がある。

このようなカップリング要素がゴム製チューブの形態で作製された場合、可撓性が提供されるので、それらの要素が中心間の距離のばらつきを緩和させることができる。しかしながら、このような要素には通常クランプカラーが必要であり、熱可塑性プラスチックのチューブよりも厚くなるので、要素の全体寸法が大きくなる。したがって、この解決策も、大きな幾何学的な応力を伴う短いチューブの作製には適さないことは明らかである。

したがって、流体移送ネットワークにおいて流路を結合するための「ブリッジカップリング」として機能する流体移送要素が必要とされている。特に、これらの要素は、温度の変動に曝されたときの伸縮によって引き起こされる幾何学的な変形、特に、結合される流路と流体移送要素自体との間の差分変化に耐えることができる必要がある。

先行技術には、蛇腹部が設けられたキャップに関するドイツ連邦共和国特許出願第１０２０１３２１８７１１Ａ１号、蛇腹部が設けられたホースの製造方法に関する欧州特許出願第２０１４４４６Ａ１号、蛇腹部が設けられた、自動車に使用される内燃エンジンの吸気システムのための中空プラスチック製品に関する米国特許出願第２００２／００６２８７３Ａ１号、蛇腹部を備える、ターボチャージャーの吸気カップリングに関するフランス共和国特許出願第２９８７８７３Ａ１号、および両端に蛇腹部を備えるパイプによって伝達される振動を隔離するための折り曲げられたホースに関するフランス共和国特許出願第２８８１９８２Ａ１号がある。

本発明の目的の１つは、自動車の流体移送回路のための流体移送要素を提供することである。該要素は、要素が新しいとき、およびその後の使用期間中の両方において、配置のばらつきを緩和することができる機械的特性を有し、合理的なコストで様々な形状を提供することができる。

そのため、本発明は、特に、自動車の流体移送回路のための流体移送要素に関する。該要素は、回路の別の要素と接続するための接続部分を備える。接続部分は、内面および外面によって画定された、長手方向に延在する管状壁と、別の要素と結合するための結合端部部分によって延長された主要部分と、を備える。接続部分は、その接続部分の全体形状を画定する自由成形キャビティ内でプラスチック材料を射出成形することで得られる。主要部分は、蛇腹部を形成する可撓性領域を備える。該領域は、端部部分とは軸方向にも機能的にも異なっており、壁の内面に螺旋状の溝を有する。溝は、中空成形によって内面に形成されて、壁の蛇腹部に螺旋状に延在する内部形状が形成される。これにより、曲げ力の影響を受けたときにその部分の弾性変形が可能になる。

本発明により、螺旋状の内部突起を形成することで、接続部分は、曲げ応力を吸収することができる。これにより、例えば非常に厳しい寸法制約のある流体移送ネットワークなどの環境に要素を容易に組み込むことができる。少なくとも接続部分、より一般的には要素全体を成形することで、可撓性領域における壁の厚さを非常に正確に調整することができる。この調整により、溝に沿って壁が最小厚さを有することを保証することができ、曲げ応力の影響下で破断する危険性のある脆弱な領域を制限することができる。有利には、螺旋状の溝は、この溝に沿った単純な螺旋状のねじ外し運動によって、例えば接続部分の内部キャビティを形成する成形金型から成形コアを取り除くことができるように構成される。一般的には、自由成形キャビティは、接続部分の全体形状を提供するように構成される。

本発明による流体移送要素は、以下の特徴のうちの１つまたは複数をさらに含むことができる。

本発明の好ましい実施形態において、接続部分は、内部流体流路を画定する。この内部流体流路は、可撓性領域と端部部分の自由端との間に画定されるその内部断面が、溝と相補的に協働することができるねじ付き物体の公称ねじ径よりも大きくなるように寸法決めされる。これにより、溝に沿ってねじ外しを行うことで接続部分から該物体を取り除くことができる。

本発明の好ましい実施形態において、可撓性領域は、壁の外面に螺旋状のねじ頂を有し、ねじ頂は、壁の外面上への成形によって形成され、螺旋状のねじ頂と溝は、壁の可撓性領域において、接続部分の長手方向の周りに螺旋型形状を有するように巻き付く連続的な外部凸部が形成されるように、互いに形態嵌め係合するように構成される。

本発明の好ましい実施形態において、可撓性領域において、接続部分は、壁の外面上に成形された波形突起を備える。これは、例えば、隣接する複数の円周リング、または連続的な螺旋状の突起によって形成される。

本発明の好ましい実施形態において、壁の厚さは、可撓性領域において、実質的に一定である。

本発明の好ましい実施形態において、プラスチック材料は、ＰＡ６１２、ＰＡ１２、ＰＡ１１、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ）、熱可塑性プラスチックエラストマ（ＰＰ／ＥＰＤＭ、ＳＥＢＳ、ＮＢＲ／ＰＶＣ、ＴＰＵ）、またはゴム（ＥＰＤＭ、ＦＫＭ、シリコーン）、またはこれらの成分の任意の組み合わせから選択される熱可塑性プラスチック材料である。

本発明の好ましい実施形態において、該要素は、流体を外部流体ネットワークに分配する流体収集／分配マニホールドである。該マニホールドは、長手方向軸に沿って設けられた、対応する複数のパイプに開口する複数のオリフィスを有する主流体分配カラムを備える。各パイプは、接続部分によって形成される。

本発明の好ましい実施形態において、該要素は、概ね曲げられた形状を有する管状物体である。該物体は、曲げられた部分によって互いに接合された実質的に直線状の２つの接続部分を備える。

本発明の好ましい実施形態において、壁の厚さは、可撓性領域において実質的に一定であり、端部部分の壁よりも薄くなるように選択される。より詳細には、端部部分において、その結合機能に起因して変形中に他の要素によって接続部が機械的応力を受ける可能性があり、その壁が破裂する危険性がより高くなるので、他の要素との接続の密封性を保証する必要がある。その一方で、蛇腹部を備える主要部分において、壁の厚さを低減することができるので、蛇腹部の領域において比較的高い可撓性を保証することができる。

本発明の好ましい実施形態において、結合端部部分は、接続部分の主方向に長手方向に延在する細長い円筒状チューブの形態を有し、チューブの内面および／または外面に、別の要素と流体密に結合するための密封面が画定される。任意選択で、内面または外面の密封面には、わずかなテーパが付けられ得る。

本発明の好ましい実施形態において、端部部分は、例えばスナップ嵌め、圧入、またはねじ止めによる迅速な結合手段の形態を有する結合手段を備え、特に、接続部分とともに射出成形によって直接形成される。

例えば、この迅速な結合手段は、蛇腹部を成形しているときに直接得られる。

本発明の好ましい実施形態において、結合手段は、壁の外面の雄ねじ山の形態、または壁の内面の雌ねじ山の形態を有する。

本発明の一実施形態において、該要素は、放熱機能、密封機能、結合機能、および高剛性機能から選択される機能を実施するように構成された付属品または突起を備える。

以下、本発明の他の特徴および利点を、添付の図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施形態による流体移送要素を形成し、流体移送回路の別の要素に結合された流体収集／分配マニホールドの模式的な斜視図である。 図１のマニホールドの模式的な断面斜視図である。 図１のマニホールドの模式的な斜視図である。 図３のマニホールドの模式的な断面斜視図である。 図４のマニホールドの接続部分を拡大して示す模式的な断面斜視図である。 第１の実施形態による要素の可撓性領域を拡大して示す近接斜視図である。 本発明の第２の実施形態による管状要素の模式的な斜視図である。 流体移送ネットワークにおいて別の要素に結合された、第３の実施形態による流体移送要素の模式的な斜視図である。 先行技術の第１の流体移送要素、および本発明の第３の実施形態による流体移送要素の模式的な斜視図である。 先行技術の要素と図８に示す本発明の要素の軸方向変位の関数としての曲げ力の値の変化を示す２つの曲線を比較したグラフである。

図１～図６は、本発明による、自動車のための流体移送要素の第１の実施形態を模式的に示す。この流体移送要素は、全体として参照符号１０によって示されている。

図１は、少なくとも本発明による流体移送要素１０を備える、自動車のための流体ネットワークまたは流体移送回路を模式的に示す。流体ネットワークは、全体として参照符号１００によって示されている。本実施例において、この回路１００は、図に示され、且つ以下で詳述する他の流体移送要素１１０および１２０を備える。

図１～図６に示す第１の実施形態において、この流体ネットワーク１００が例えば主流体収集／分配パイプに結合されるように、要素１０は、流体収集／分配マニホールドを形成する。図３および図４に示すように、このマニホールド１０は、互いに間隔をあけて配置された複数の流体流れオリフィス１１を有する、長手方向軸に沿って設けられたカラム１２を備える。

公知の態様において、流体収集／分配マニホールドによって、流体は、流体循環ネットワーク、例えば電気自動車および／またはハイブリッド車（図示せず）のバッテリパックまたはバッテリのための熱調整回路へ分配されるかそこから収集されるようになる。

一般的には、熱調整は、熱伝達流体によって行われる。これは、バッテリに接触するように配置された熱交換器内で循環し、この熱交換器内で熱伝達流体が複雑な流体循環経路に沿って流れる。

このようなバッテリパックの熱調整は、通常、熱交換面に沿って直列または並列に配置された複数の管状流体循環流路によって達成されて、有効な熱交換領域が形成される。例えば、この流体ネットワークは、有効な熱交換領域を形成するために、バッテリの表面全体にわたって密なグリッドを形成する。

このネットワークは、例えば、長手方向に延在するチューブ端の列を有し、流体の循環のために、ネットワーク内に同じ数の入口／出口オリフィスを形成する。パイプ端間の中心間の距離は比較的小さく、公差は様々である。

本発明によれば、流体移送要素１０は、別の要素１１０、例えば回路１００の要素１１０および１２０のうちの一方に接続される接続部分１４を備える。第１の実施形態において、要素１０は、マニホールドを形成する。マニホールドは、流体ネットワーク１００の複数の要素１１０に接続される複数の接続部分１４を備える。

したがって、図３に示すように、マニホールド１０は、軸Ｘに沿って長手方向に延在する主流体分配カラム１２を好ましくは備え、複数の接続部分１４は、例えば互いと平行に延在して本実施例においてカラム１２に沿って等間隔でＹ方向（横方向）に延在する流体移送パイプを形成する。言うまでもなく、変形例（図示せず）において、流体移送パイプは、カラム１２の長手方向に対して垂直方向以外の方向に向けられ得る。

より詳細には、図５に示すように、接続部分１４は、長手方向Ｙに延在する周辺管状壁１６を備える。接続部分１４は、回路１００の別の要素１１０に結合される結合端部部分２０によって延長された主要部分１８を画定する。

好ましくは、結合端部部分２０は、例えばスナップ嵌め、圧入、またはねじ止めによる迅速な結合手段の形態を有する結合手段を備える。

図２に示すように、要素１１０は、例えば端部においてもみの木状の嵌合式部材１１２を備える。本実施例において、要素１１０は、もみの木状の嵌合式部材１１２を結合端部部分２０内に圧入することで、マニホールド１０の対応する接続部分１４に結合される。言うまでもなく、本発明の結合端部部分２０の結合手段の形状は、これに限定されるものではない。

また、代替的な実施形態（図示せず）において、他の結合手段、例えば、壁の外面に形成された雄ねじ山の形態、または壁の内面に形成された雌ねじ山の形態を有する結合手段を想定することもできる。

より一般的には、結合端部部分２０は、接続部分１４の主方向Ｙの長手方向に延在する細長い円筒状チューブの形態を有し、その内面または外面に、他の要素との流体密な結合のための密封面を画定する。好ましくは、接続部分１４は、主要部分１８から結合端部部分２０を区切る外部環状肩部をさらに備える。図に示すように、この環状肩部は、自由端２０Ａに向けて広がる接続部分１４の基部を形成する。

第１の実施形態において、この接続部分１４、および好ましくはマニホールド１０全体は、プラスチック材料、例えば比較的剛性が高い熱可塑性プラスチック材料を成形金型の自由成形キャビティに射出成形することで成形される。

特に、本発明によれば、主要部分１８は、結合端部部分２０とは軸方向にも機能的にも異なる可撓性局部２２を備える。この可撓性局部２２は、以下蛇腹部２２とも呼ばれ、壁１６の内面１６Ｉに螺旋状の溝２６を有する。この溝は、壁１６の領域２２において螺旋状の内部突起が形成されるように、内面１６Ｉへの中空成形によって形成される。この螺旋状の形態を有する内部突起の形状により、曲げられる際に蛇腹部２２における接続部分１４が弾性変形することができる。

好ましくは、接続部分１４が内部流体流路１５を区切っているので、この内部流体流路１５は、蛇腹領域２２と端部部分２０の自由端２０Ａとの間に画定されるその内部断面が、螺旋状の溝２６と相補的に協働することができるねじ付き物体の公称ねじ径より大きくなるように寸法決めされる。これにより、螺旋状の溝に沿ってねじ外しを行うことで接続部分１４からその物体を取り除くことができる。好ましくは、この物体は、要素の成形作業後に取り除かれる成形コアである。

また、蛇腹部２２の曲げ応力をさらに最小化するために、壁１６は、壁１６の外面１６Ｅに非直線状の外部突起を有する。

また、好ましくは、蛇腹部２２は、壁１６の外面１６Ｅ上に螺旋状のねじ頂２８を有する。ねじ頂は、壁１６の外面１６Ｅ上への成形によって形成される。この場合、内側の螺旋状の溝２６および外側の螺旋状の頂２８は、互いに形態嵌め係合するように構成される。これらにより、壁１６の蛇腹部２２に、接続部分１４の長手方向Ｙの周りに螺旋型形状を有するように巻き付く単一の凸部が形成される。

特に、壁１６のこの形状は、螺旋状のターンを画定する波形部によって形成された長手方向プロファイルを有する。したがって、図６に示すように、壁１６は、蛇腹部２２において、方向Ｙの長手方向プロファイルに沿って一連の波形部を有する。これは、接続部分１４が延在する方向に沿って壁１６に形成された交互の凹凸によって実現される。好ましくは、この蛇腹領域２２における壁１６の厚さＥは、実質的に均一である。

図６には、可撓性領域における螺旋型形状がより詳細に示されている。図６は、内側の螺旋状の溝２６と外側の螺旋状の突起２８とを示す。これらは、接続部分１４の長手方向プロファイルに沿った壁１６の内側波形と壁１６の外側波形をそれぞれ画定する。特に、内側および外側の２つの波形は、「同位相」であり、波形プロファイルを有する壁１６が形成されるように実質的に軸方向に一致する波形の頂と谷とを有することが分かる。好ましくは、外面１６Ｅの波形は、内面１６Ｉの波形と形態嵌め係合するように作用し、一方の面の波形の頂は、他方の面の波形の谷に収容される。内側の波形と外側の波形のこの相補性により、蛇腹部を形成する領域２２を含む壁１６の長さに沿って実質的に一定の厚さが実現され得る。

さらに、図６に示すように、壁１６の厚さＥは、壁１６の波形に沿った蛇腹領域２２において、好ましくは実質的に一定である。しかしながら、本発明により、蛇腹部を形成する領域２２に沿った壁１６の厚さを調整および最適化するように変化させて、可撓性および破裂に対する抵抗性の点で付加的な効果を得ることができる。例えば、波形の頂および谷において壁をより厚くし、その波形の側面（頂と谷が接する部分）において壁を比較的薄くすることができる。

射出成形による接続部分１４の作製は、一般に多くの可能性を提供する。例えば、接続部分１４の曲げ能力が１つの好ましい変形方向においてのみ所望される場合、壁の厚さおよび外部形状の点で蛇腹部を形成する領域２２に対して特定の構成を提供することができる。より詳細には、機能的に好ましい曲げ方向の場合、蛇腹領域２２は、曲げの外側では伸長し、曲げの内側では収縮するように作用する。接続部分１４の壁１６の厚さと外部形状を、例えばデジタルシミュレーションを用いて最適化することにより、例えば最終的な用途を考慮して、要素の全体的な曲げ性能を向上させることができる。ただし、接続部分２２の内部形状への変更は、特に、ねじ外しによって成形コアを取り外す必要性によって制限されることに留意されたい。

また、本発明の一実施形態（図示せず）において、壁の厚さのばらつきを調整することで、蛇腹領域２２を含む要素の特定の領域において、接続部分１４に局所的な高剛性機能を付加することもできる。例えば、この高剛性機能は、壁の外側に形成されたリブによって得ることができる。これにより、接続部分１４の剛性を特定の方向に高くすることができる一方で、他の方向には変形可能にさせることができるようになる。

したがって、接続部分１４の蛇腹部２２は、壁１６の外面１６Ｅに成形された外部の波形突起２４を備える。本実施形態において、波形突起２４は、連続的な螺旋状の頂２８によって形成される。

しかしながら、代替的な実施形態（図示せず）において、波形突起２４は、外部に形成された複数の隣接する周方向溝またはコイルを備えることができる。好ましくは、これらのコイルは閉じているが、接続部分１４上に凸状に形成された開いたリングの形態を有することができる。

寸法的な観点から、本実施例において、回路１００の別の要素１１０との十分強固な接続を保証するために、結合端部部分２０における壁１６の厚さは、好ましくは１ミリメートル以上である。螺旋状の領域２２、すなわち可撓性に最も寄与する領域における最小厚さは、好ましくは要素１０の全体寸法に依存する。

したがって、例えば、公称外径（蛇腹領域２２における頂点から頂点まで）が１２ミリメートル以下の接続部分を有する要素の場合、蛇腹領域２２における壁１６の厚さは、０．５ミリメートルであり得る。公称外径が２０ミリメートルよりも大きい接続部分を有する要素の場合、可撓性領域２２における壁１６の厚さは、１ミリメートルよりも大きくすることができる。

したがって、蛇腹領域２２における壁の厚さは、一般に、より高い可撓性を有し、配置のばらつきをより多く緩和することができるように、結合端部部分２０の壁の厚さよりも薄くなるように選択される。

好ましくは、曲げにおける最大限の柔軟性を得るために、長手方向軸線に沿って内側および外側の巻線に螺旋状のピッチを設けることが望ましい。これにより、比較的密な波形を得ることができ、すなわち、互いに近接する頂と谷の交互の形成が可能になる。これにより、接続部分１４の材料が伸長下および収縮下で作用することが防止されて、蛇腹領域２２の応力が制限される。

本実施例において、所望の可撓性を得るために必要なターン数は、いくつかのパラメータ、特に接続部分１４の外径に依存する。言うまでもなく、直径が大きくなるにつれて可撓性領域のターン数を増加させることが望ましい。好ましくは、接続部分１４あたりの最小ターン数は、外径（ミリメートル単位）対３の比率によって定義することができる。

公称外径が１０ミリメートル以下の接続部分の場合、効果を得るために、接続部分１４あたり最低３ターンが望ましい。したがって、外径が２０ミリメートルのチューブの場合、ターンの数を２倍にすることが有利である場合がある。

本発明の好ましい別の実施形態において、管状物体は、端部部分に隣接して延在する中間部分を備える。ここで、中間部分の厚さは、０．２ミリメートル以上２ミリメートル以下である。

図７は、第２の実施形態による流体移送要素１０を示す。この流体移送要素１０は、管状物体５０の形態を有する。

管状物体５０は、２つの自由端５２が設けられた概ね中空のチューブである本体を備える。図７に示す実施例において、管状物体５０は、本発明による２つの接続部分１４を備え、これらは、曲げられた中間部分５４によって互いに接合されている。

本発明によれば、図７に示すように、接続部分１４の各々は、長手方向に延在する周辺管状壁１６を備える。接続部分１４は、回路１００の別の要素（図示せず）に接続される結合端部部分２０によって延長された主要部分１８を画定する。

本発明によれば、主要部分１８は、結合端部部分２０とは軸方向にも機能的にも異なる可撓性局部２２を備える。この可撓性局部２２は、壁１６の内面１６Ｉに螺旋状の溝（図７に図示せず）を有する蛇腹部の形態を有する。この螺旋状の溝は、管状壁１６の内面への中空成形によって形成される。

好ましくは、物体１００は、成形金型（図示せず）の自由キャビティ内への熱可塑性プラスチックポリマー材料によって一体的に射出成形される。

例えば、熱可塑性プラスチック材料は、次の機械的特性を有する：条件付き試験片で測定した長手方向における破断伸度が５０％超（規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７に準拠）、条件付き試験片で測定した弾性率が５００ＭＰａ以下（規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７に準拠）。好ましくは、熱可塑性プラスチック材料は、ＰＡ６１２、ＰＡ１２、ＰＡ１１、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ）、熱可塑性プラスチックエラストマ（ＰＰ／ＥＰＤＭ、ＳＥＢＳ、ＮＢＲ／ＰＶＣ、ＴＰＵ）、またはゴム（ＥＭＰＤＭ、ＦＫＭ、シリコーン）、またはこれらの成分の組み合わせから選択される。

国際規格ＩＳＯ ５２７は、プラスチックフィルムおよびシートの引張特性を、厚さ１ｍｍ未満のプラスチック材料からなる試験片を用いて測定するために使用された。引張特性の例として、引張強さ、降伏強さ、降伏伸度、破断伸度、および場合によってはヤング率が挙げられる。

例えば、長手方向における破断伸度を測定するために、毎分５０ミリメートルの引張速度が条件付き試験片に加えられた。

例えば、横方向における破断伸度を測定するために、毎分２５ミリメートルの伸長速度が条件付き試験片に加えられた。

例１：
管状物体５０は、ＩＳＯ１８７４：ＰＡ６１２－ＨＩＰ，Ｅ，２２－００５という材料識別で知られるポリアミドからなる熱可塑性プラスチック材料を射出成形することで得られた。Ｇｒｉｌａｍｉｄ（登録商標）の商品名で知られるこの材料は、次の機械的特性を有する：弾性率（乾燥／調整）５５０／３８０ＭＰａ、降伏応力（乾燥／調整）３０／２５ＭＰａ、破断伸度（乾燥／調整）５０％超／５０％超。

例２：
管状物体５０は、ＩＳＯ１８７４：ＰＡ１２－ＨＩＰ，ＥＨＬＷ，２２－００４という材料識別で知られるポリアミドからなる熱可塑性プラスチック材料を射出成形することで得られた。Ｇｒｉｌａｍｉｄ（登録商標）の商品名で知られるこの材料は、次の機械的特性を有する：弾性率（乾燥／調整）３７０／３６０ＭＰａ、降伏応力（乾燥／調整）２５／２５ＭＰａ、破断伸度（乾燥／調整）５０％超／５０％超。

上述した熱可塑性プラスチック材料（例１および例２）は、元来、従来の押出成形プロセス用に意図されたものであり、容易な押出成形を可能にするために比較的高い粘度を有する。また、上述した形状を得るには、壁の厚さを厳密に最小にする必要があり、これら２つの制約が組み合わさると、適切な金型（例えば、温度制御された金型、特殊な「ホットチップゲートまたはタブゲートまたはマルチゲート」）で高圧を発生する機械を使用する必要がある。

これらの材料は、射出成形で一般的に使用されるグレードよりも可撓性が高いために選択される。

また、熱可塑性プラスチック材料は、好ましくは５０（％）よりも大きい（規格ＤＩＮ ＥＮ ５３５０４に準拠）、好ましくは１００（％）よりも大きい横方向における破断伸度を有する。

好ましくは、曲げられた中間部分５４は、特にパイプのサイズを可能な限り小さくするために、鋭い曲げ角度（例えば３０度未満）を有する。これにより、例えば非常に近い流路を互いに接続することができる。

管状物体は、もみの木状の嵌合式端部部材への圧入のために記載されているが、第２の実施形態による管状物体は、管状物体と嵌合式端部部材との組立体の記載されていない他の実施形態にも適合する。

図８～図１０は、第３の実施形態による流体移送要素を示す。ここで、流体移送要素は、Ｖ１によって示されている。

図８は、本発明による２つの接続部分１４が設けられた管状物体を形成する要素Ｖ１を示す。なお、非限定的には、この曲げられた部分は、第２の実施形態における流体移送要素の曲げ角度ほど鋭くない曲げ角度を有することに留意されたい。

この管状物体Ｖ１は、流体移送ネットワーク１００に取り付けられ、図８に示すように、２つの概ねＹ字形状の要素１１０に結合される。この概ねＹ字形状の要素１１０は、２つの枝部を有し、その自由端には、もみの木状の嵌合式部材１１２がそれぞれ設けられる。２つの枝部は、中央の管状幹において互いに接合される。

第１および第２の実施形態と同様に、接続部分１４の各々は、主要部分１８と、回路１００の別の要素１１０に接続される結合端部部分２０と、を備える。この主要部分１８は、蛇腹部を形成する可撓性領域２２を備える。これについては改めて詳述しない。

第３の実施形態において、２つの蛇腹部を形成する可撓性領域２２を曲げられた部分５２に可能な限り近接して配置することで、好ましくは、曲げられた部分の壁の内面にほぼ接触するように配置することで、最大の効果が達成される。

図８に示すように、物体Ｖ１の曲げられた部分は、曲げられた部分の壁の凹状内側曲面によって画定された下面と、曲げられた部分の壁の凸状外側曲面によって画定された上面と、を有し、２つの接続部分１４を互いに接合している。物体Ｖ１の曲げ角度の目的は、特に、例えば、非常に近い流路を一緒に接続することを可能にすることによって、流体移送ネットワークの全体寸法を可能な限り小さくすることである。好ましくは、曲げ角度は、３０°以上１２０°以下の範囲であり得る。

好ましくは、図８に示す本発明の好ましい実施形態において、蛇腹部を形成する可撓性領域２２は、下面において実質的に接合され、曲げられた部分の上面において分離されていることが分かる。

図９は、第３の実施形態による要素Ｖ１と、先行技術における別の要素Ｖ０を示す。図に示すように、この別の要素Ｖ０には、接続部分１４の各々において本発明のような螺旋状に形成された蛇腹部を形成する可撓性領域２２が含まれない。

図１０は、２つの要素Ｖ１とＶ０の曲げ試験の比較結果を、Ｘ軸に接続部分１４の軸方向変位をミリメートル単位で、Ｙ軸に力の値をニュートン単位で示すグラフである。

特に、同じ軸方向変位（Ｘ軸）、例えば±３ミリメートルを得るために必要なニュートン単位の力の値は、要素Ｖ０の場合よりも要素Ｖ１の場合（５０～１００ニュートン）の方が小さいことがわかる。

例えば、接続部分の公称直径の範囲（主に頂点から頂点までが８ミリメートルから２０ミリメートルの間）では、１ミリメートル以上、２ミリメートル以下の変位の振幅が効果的とされる。言うまでもなく、変位の振幅はその形状に依存しているため、この例はあくまで指標として示されているに過ぎない。

本発明に従って、接続部分１４、好ましくは流体移送要素１０は、全体として、プラスチック材料、好ましくは熱可塑性プラスチックの射出成形によって、成形金型（図示せず）の自由成形キャビティ内で作製される。

このような要素の製造には、次の手順が使用される：接続部分１４は、射出成形によって作製される。成形金型は、例えば２つの部分からなる金型と、溶融状態のプラスチック材料を注入できる少なくとも１つの自由成形キャビティを画定するために金型内に配置されたコアと、を備える。この自由成形キャビティは、本発明の蛇腹部２２の形状を有する領域が設けられた接続部分を成形するように構成される。

その後、金型が閉じられ、溶けたプラスチック材料が金型に注入される。このプラスチック材料は、金型の自由キャビティを満たす。作製段階を通じて、特に金型へのプラスチック材料の注入段階において、接続部分１４の内部容積は、コアによって満たされる。注入段階が完了すると、コアは、接続部分内に中空成形によって形成された螺旋状の溝を使用して回転させることによって取り除かれ、金型は、成形された接続部分を取り出すために開かれる。

次に、本発明による管状要素、例えば第１の実施形態による管状要素の主な動作態様について説明する。

第１の実施形態において、上述した成形方法を用いて得られた流体移送要素１０は、流体収集／分配マニホールドである。このマニホールド１０は、複数の管状パイプを有し、例えば、幾何学的な寸法制約を課す可能性がある流体分配ネットワークに組み込まれる必要がある。本実施例において、本発明の要素が結合する流体分配ネットワーク自体は、最小限の力で最小限の残留応力を発揮することで、接続部分１４が補完することができる位置決め公差を含む。これに関して、本発明による要素の公称形状を良好に調整することが重要であり、成形プロセスによって得られる本発明の要素は、例えば、切断または熱間成形に関連する、より多くのばらつきが組み込まれる押出成形方法から得られる、より従来の形状を有する要素よりも良好に実現することができる。より詳細には、押出成形方法で得られる波形チューブの幾何学的なばらつきは、分配ネットワークの幾何学的なばらつきに追加されるので、必要な動作や力を増加させる可能性が高い。本発明は、幾何学的な精度と変形能の両方によって、力を制限することで、その結合を容易にする。

管状パイプの各々が本発明による接続部分１４によって形成されるので、後者は、その蛇腹部を形成する可撓性領域２２により、分配ネットワークの構造的剛性を緩和することができ、構造的脆弱性につながる可能性のある応力が集中する領域の形成を招くことなく、要素同士の結合を容易にすることができる。また、この接続部分１４を成形によって作製する利点として、この領域２２における壁１６の厚さを比較的高い精度で調整できることが挙げられる。

これには２つの利点がある。１つ目は、壁の厚さを最小限にすることは、高性能の変形特性を得るのに重要な役割を果たすので、壁の厚さを管理および調整することで最適化された曲げ変形特性を有する蛇腹部を形成する可撓性領域を得ることができることである。２つ目は、壁の厚さを管理および調整することで、壁の最小厚さを保証することができ、それによってこの可撓性領域の堅牢性を維持し、壁の厚さにおける潜在的な局所的欠陥に関連する脆弱な領域を制限することができることである。

言うまでもなく、図には示されていないが、要素には他の固定手段が設けられ得る。そのような固定手段には、円形または長円形の穴、アリ溝、クリップ、部分を最終的な環境に保持することを可能にし、その位置と向きの指標としても使用できる様々な形態のくさび、射出成形金型に直接、またはその部分に設けられた形状に形成された従来のマーキング、すなわち、バイブロピーニング、スクラッチ、レーザーマーキング、印刷、パッド印刷などを使用して行うことができる様々なマーキングが含まれる。

もみの木状の嵌合式部材に圧入する用途に関連して本発明による要素を説明したが、本発明による要素は、要素と嵌合式部材の組立体、特に溶接（回転溶接、レーザー溶接など）による他の実施形態にも適合する。この場合、射出成形技術は、寸法調整の精度に関してその利点を維持することができる。これは、良質の溶接に寄与する。

また、本発明は、流体移送要素に１つまたは複数の溝を形成して、「雌」ボアの壁に密封体を生成するＯリングを収容する可能性、またはロッククリップを収容できる別の溝を形成する可能性を提供する。さらに、雌部分に形成されたオリフィスにロックするように構成された１つまたは複数のクリップを含むことができる。

フランジタイプの比較的大きな当接面を、本発明によるこの流体移送要素の端部に取り付けることもでき、例えば、平らなガスケット上の密封体を提供する。

また、本発明は、本発明による流体移送要素にロックフランジを形成し、例えばスナップ嵌め部に接続されるように意図された雄型結合嵌合式部材を作製する可能性を提供する。

より一般的には、要素は、放熱機能、密封機能、結合機能、および高剛性機能から選択される機能を実行するように構成された付加的な付属品または突起を代替的に備えることができる。例えば、本発明による要素は、要素を別の要素に結合するための機能（例えば、迅速な結合手段）を画定するために、例えば端部部分に形成された付加的な内部または外部部分または突起を備えることができることに留意されたい。これらの迅速な結合手段は、例えば、接続部分１４の射出成形中に直接、例えば、同じ成形キャビティ内の同じ成形ステップ中に得ることができる。

本発明による要素は、蛇腹部を形成する可撓性領域が設けられた少なくとも１つの接続部分を備えると定義される。他の密封機能、放熱機能、高剛性機能、または結合機能を果たすために要素に設けられた部品、突起、または付属品を要素に追加することができ、例えば、接続部品１４の射出成形中に直接得ることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく他の実施形態を考慮することができる。特に、本発明の範囲から逸脱することなく流体移送要素の詳細な形状を変更することができ、結合機能、高剛性機能、放熱機能、または他の機能のために追加の部品または突起を追加することができる。

Claims (13)

1. 流体移送要素（１０）、特に、自動車の流体移送回路（１００）のための流体移送要素（１０）であって、
   前記要素は、前記回路（１００）の別の要素（１２０）に接続するための接続部分（１４）を備え、
   前記接続部分（１４）は、内面（１６Ｉ）および外面（１６Ｅ）によって画定された、長手方向（Ｙ）に延在する管状壁（１６）と、前記別の要素（１２０）と結合するための結合端部部分（２０）によって延長された主要部分（１８）と、を備え、
   前記接続部分（１４）は、その接続部分（１４）の全体形状を画定する自由成形キャビティ内でプラスチック材料を射出成形することで得られ、
   前記主要部分（１８）は、蛇腹部を形成する可撓性領域（２２）を備え、
   前記可撓性領域は、前記結合端部部分（２０）とは軸方向にも機能的にも異なっており、前記壁（１６）の内面（１６Ｉ）に螺旋状の溝（２６）を有し、
   前記溝は、中空成形によって前記内面（１６Ｉ）に形成されて、前記壁（１６）の蛇腹部（２２）に螺旋状に延在する内部形状が形成され、これにより、曲げ力を受けたときに前記接続部分（１４）の弾性変形が生じることを特徴とする、
   流体移送要素（１０）。
2. 前記接続部分（１４）は、内部流体流路を画定し、
   前記内部流体流路は、前記蛇腹部（２２）と前記結合端部部分（２０）の自由端（２０Ａ）との間に画定される内部断面が、前記溝と相補的に協働することができるねじ付き物体の公称ねじ径よりも大きくなるように寸法決めされ、これにより、前記溝（２６）に沿ってねじ外しを行うことで前記接続部分（１４）から前記物体を取り除くことができる、
   請求項１に記載の流体移送要素（１０）。
3. 前記結合端部部分（２０）は、前記接続部分（１４）の主方向（Ｙ）に長手方向に延在する細長い円筒状チューブの形態を有し、前記チューブの内面上および／または外面上に、前記別の要素と流体密に結合するための密封面が画定される、請求項１または２に記載の流体移送要素（１０）。
4. 前記蛇腹部（２２）は、前記壁（１６）の外面（１６Ｅ）に螺旋状のねじ頂（２８）を有し、前記ねじ頂は、前記壁（１６）の外面（１６Ｉ）上への成形によって形成され、前記螺旋状のねじ頂（２８）と前記溝（２６）は、前記壁（１６）の蛇腹部（２２）において、前記接続部分（１４）の長手方向（Ｙ）の周りに螺旋型形状を有するように巻き付く連続的な外部凸部が形成されるように、互いに形態嵌め係合するように構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。
5. 前記蛇腹部（２２）において、前記接続部分（１４）は、前記壁（１６）の外面（１６Ｅ）上に成形された波形突起（２４）を有し、これは、例えば、隣接する複数の円周リング、または連続的な螺旋状の突起（２８）によって形成される、請求項１または２に記載の流体移送要素（１０）。
6. 前記可撓性領域（２２）において、前記壁（１６）の厚さは、実質的に一定であり、前記結合端部部分（２０）の壁（１６）よりも薄くなるように選択される、請求項１～５のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。
7. 前記熱可塑性プラスチック材料は、ＰＡ６１２、ＰＡ１２、ＰＡ１１、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ）、熱可塑性プラスチックエラストマ（ＰＰ／ＥＰＤＭ、ＳＥＢＳ、ＮＢＲ／ＰＶＣ、ＴＰＵ）、またはゴム（ＥＰＤＭ、ＦＫＭ、シリコーン）、またはこれらの成分の任意の組み合わせから選択される、請求項１～６のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。
8. 前記要素は、流体を外部流体ネットワークに分配する流体収集／分配マニホールドであり、前記マニホールドは、長手方向軸に沿って設けられた、対応する複数のパイプに開口する複数のオリフィス（１１）を有する主流体分配カラム（１２）を備え、前記パイプの各々は、前記接続部分（１４）によって形成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。
9. 前記要素は、概ね曲げられた形状を有する管状物体（５０）であり、前記管状物体（５０）は、曲げられた部分（５４）によって互いに接合された実質的に直線状の２つの接続部分（１４）を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。
10. ２つの前記蛇腹部を形成する可撓性領域（２２）は、可能な限り前記曲げられた部分（５４）に近接して配置され、好ましくは、前記曲げられた部分の壁の内面にほぼ接触するように配置される、請求項９に記載の流体移送要素（１０）。
11. 前記結合端部部分（２０）は、例えばスナップ嵌め、圧入、またはねじ止めによる迅速な結合手段の形態を有する結合手段を備え、前記結合手段は、特に、前記接続部分（１４）とともに射出成形によって直接形成される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。
12. 前記結合手段は、前記壁（１６）の外面の雄ねじ山の形態、または前記壁（１６）の内面の雌ねじ山の形態を有する、請求項１１に記載の流体移送要素（１０）。
13. 放熱機能、密封機能、結合機能、および高剛性機能から選択される機能を実施するように構成された付属品または突起を備える、請求項１～１２のいずれか１項に記載の流体移送要素（１０）。

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