JP2018179485A - 車両に搭載されるシステムのためのエラストマ材料から成るチューブ - Google Patents

Abstract

【課題】チューブのポリマエラストマ材料の本体上に配置されるピエゾ抵抗領域により、クリンピング操作の正確な実行を検証するための方法を提供する。
【解決手段】空調システムのための又は車両に搭載される他のシステムのためのエラストマ材料のチューブ１は、金属接続要素２に嵌合されることを意図され、金属クランピング要素３のチューブ１の周りへのクランピングを想定するクリンピング操作によって後者の上にロックされることを意図される。チューブ１は、カーボン系ナノフィラーが加えられたポリマエラストマ材料から成る少なくとも１つの本体を含み、１又は複数のピエゾ抵抗領域４をもつ外面が、提供され、カーボン系ナノフィラーが加えられたポリマ材料は、レーザ照射によって局所的にピエゾ抵抗性にされる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載されるシステムのためのエラストマ材料から成るチューブに関し、チューブは、金属接続要素に嵌合されることを意図され、クリンピング操作でチューブの周りにクランプされる金属クランピング要素によって後者の上にロックされることを意図される。

［先行技術］ クリンピングは、それ自体知られた方法であり、チューブ内を循環する流体を封止することを確実にすべく、車両の搭載システムの構成要素への接続のために（例えば、空調システムのコンプレッサーに接続するために）配置される金属材料の接続要素に、エラストマ材料又は同様のもののチューブを接続するために用いられる。

例えば、金属クランピング要素の不十分な圧砕圧力に起因する、不正確なクリンピングは、システムの操作段階の間にチューブ内を循環する圧力下で流体の漏れを引き起こし得る。

クリンピングが正確に行われることを確実にするために、市場で現在入手可能である解決手段は、自動検証制御を提供するのではなく、金属クランピング要素上に配置された検査孔によって、統計的サンプルに対して手動で実行される視覚的次元の対象化を用いる。

様々なタイプの検出手段を含むパイプ嵌合の様々な解決手段が、米国特許第２０１１／１８１０３８ Ａ１、米国特許第２０１７／００８９４９６ Ａ１、及び欧州特許第２９２１２４２ Ａ１から知られている。

同一の出願人は、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の明細書において、レーザ照射によって、非導電性ポリマ基板内に導電性トレース及び／又はピエゾ抵抗トレースを製造する方法であって、上記基板は、熱劣化に続いて炭化しにくいポリマをもつマトリクスと、カーボンナノチューブ、又は窒化炭素又はカーボンナノファイバを含む分散段階とを含むコンポジットポリマ材料である方法を提案している。

本発明は、車両システムのためのエラストマ材料のチューブへのクリンピング操作の正確な実行を自動的に検証する一体型圧力センサをもつ車両システムのためのチューブを製造すべく、この方法の有利な応用を見出だす要求に基づく。 ［本発明の目的］

本発明の１つの目的は、従って、車両に搭載されるシステムのためのエラストマ材料のチューブを製造することであり、これは、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の明細書において本出願人により提案された方法によって提供される可能性を有利に活用する。

本発明の追加の目的は、誤差のいかなるマージンもなく、チューブに対するクリンピング操作の正確な実行を確実にする一体型圧力センサをもつチューブを介して上述の目的を達成することである。

本発明の別の目的は、構築するのに簡単で経済的であり、同時に、それが素因とされる機能を実行する上で極めて信頼性の高い車両システムのためのチューブを製造することである。

上述の目的を達成することを考慮すると、本発明は、本明細書の冒頭に示された全ての特性を有するエラストマ材料のチューブを提供することを目的とし、又、上記チューブは、カーボン系ナノフィラーが加えられたポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体を含み、上記本体は、カーボン系ナノフィラーが加えられた上記ポリマエラストマ材料がレーザ照射によって局所的にピエゾ抵抗性にされた、１又は複数のピエゾ抵抗領域をもつ外面であって、これにより、上記ピエゾ抵抗領域の上に加わる圧力を検出するよう構成される１又は複数の電気変形センサを画定する、外面と、カーボン系ナノチューブを加えられた上記ポリマエラストマ材料が、レーザ照射によって局所的に導電性にされた、１又は複数の導電性経路であって、これにより、上記１又は複数のピエゾ抵抗領域の１又は複数の電気接続線を画定し、電極は、上記本体と関連付けられ得る、１又は複数の導電性経路とを有し、上記ピエゾ抵抗領域が、上記クリンピング操作の正確な実行を検証するために用いられることができることを特徴とする。

上述した特性のおかげで、本発明による車両システムのためのエラストマ材料のチューブは、構成要素それ自体内に、信頼性のない視覚的制御に頼る必要なく、クリンピングが正確に行われることを確実にする自動制御機能を統合する。

本発明の第１の実施形態において、ピエゾ抵抗領域は、互いに直列に接続され、一方、第２の実施形態において、ピエゾ抵抗領域は、互いに並列に接続される。

本発明はまた、車両を対象とし、車両は、上述のタイプの少なくとも１つのチューブと、上記ピエゾ抵抗領域を含む導電性経路の電気抵抗をモニタリングする、及び測定された電気抵抗が所定の閾値から外れる場合にアラーム信号を生成するよう構成される電子制御ユニットとを含む。

更に、本発明はまた、車両の空調システム又は他の搭載システムのためのエラストマ材料のチューブへのクリンピング操作の正確な実行を検証するための方法を対象とする。

本発明の更なる特性及び利点が、以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

添付図面は、非限定的な例により純粋に提供される。
本発明によるエラストマ材料の複数のチューブを設けられる空調システムの概略斜視図である。 先に金属接続要素にクリンピングされた、先の図に図示されているチューブの―拡大縮尺での―部分断面斜視図を図示する。 本発明によるチューブの別の斜視図を図示する。 本発明によるチューブの製造方法の段階を図示する概略斜視図である。 電子制御ユニットに接続されている、先の図に図示されているチューブの概略図である。

添付図面において、参照１は、車両の搭載システムのための、本発明によるエラストマ材料のチューブの好ましい実施形態を示す。より具体的には、図１は、車両の内燃エンジンＭに関連付けられる空調システムＩの概略斜視図を図示し、空調システムＩは、本発明による複数のチューブ１を含む。

それ自体知られているアーキテクチャによると、チューブ１の端は、それぞれの金属接続要素２に嵌合され、後者は、同様に、例えば、ラジエータＡ、コンプレッサーＯ、及び蒸発器ＣのようなシステムＩの構成要素に接続される。

空調システムＩの構造的な詳細はここでは提示されない。なぜなら、これらの詳細は、任意の知られたやり方で実装され得、そして、図面からこれらの詳細を除去しても、それらがより容易かつ簡単に理解されるからである。

従って、本発明によるチューブはまた、ブレーキ・システム、燃料供給システム又はステアリングシステムのような他のタイプの車両システムと関連付けられ得る。

加えて、図面に図示されている本発明によるチューブの特定の実施形態は、決して限定的なものであるとみなされるべきではない。なぜなら、本発明はまた、例えば、他の形状及びサイズのチューブも対象とするからである。

本発明によるエラストマ材料のチューブの端部の―拡大縮尺での―部分断面概略斜視図を図示する図２を特に参照して、チューブ１が接続要素２に接続される方法が、ここで説明される。接続要素２は、チューブ１の端１０が、金属接続部２の端２０の周りに嵌合され得るように、チューブ１の直径より小さい直径を有する端２０を有する。

加えて、チューブ１と接続２との間の接続を封止することを確実にすべく、それ自体知られた技術によると、チューブ１は、接続２に嵌合される端部１０でチューブ１の周りに金属クランピング要素３を適用することを伴うクリンピング操作によって金属接続部２上にロックされる。

クリンピングは具体的には、金属クランピング要素３を適用することによって、チューブ１内を循環する流体の漏れを回避して、チューブを封止することを確実にすることを特徴とする、知られた方法である。図面において図示されているように、環状の金属クランピング要素３は、金属接続部２に嵌合されたチューブ１の端１０に配置され、それらは、同様に、システムＩの構成要素Ａ、Ｃ、Ｏに接続される。

本発明の本質的な特性によると（図３において図示）、チューブ１は、同一の出願人による国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１の開示による、カーボン系ナノフィラーが加えられたポリマ材料からなる機能化された部分を有するポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体Ｃを含む（図３〜図５）。

本明細書の知られた方法において、ポリマ系の材料に、カーボンナノチューブ、又は窒化炭素又はカーボンナノファイバのようなカーボン系ナノフィラーが、材料を導電性にするには不十分な量加えられる。

図面において図示されている本発明の本実施形態において、特に、その端１０が接続チューブ２にクリンピングされた、本発明によるチューブ１を図示する図３及び図４を参照して、このチューブ１の本体Ｃの表面は、国際公開第２０１２／０５５９３４１ Ａ１が適用される。この方法は、少なくとも１つのピエゾ抵抗領域４を形成すべく、レーザヘッドＨによって弾性支持体のポリマ材料に放射されるレーザビームＬを方向付けることを想定する。

図４は、レーザヘッドＨを概略的に示す。レーザヘッドＨは、２つの直交する方向Ｘ、Ｙに移動可能であり、１つの平面内で、又は２つの直交する平面内でレーザビームＬを旋回するための手段をまた搭載する。図４において概略的に図示されている解決手段は、純粋に例示として提供され、代替的に、チューブ１がレーザヘッドＨに対して移動すると想定することができ、又は、チューブ１及びレーザヘッドＨの移動の組み合わせを想定することができる。

本発明の別の特性によると（図３及び図４）、チューブ１の本体Ｃの表面へのレーザ照射は、ピエゾ抵抗領域４に加えて、レーザビームＬが材料の炭化を引き起こす１又は複数の導電性経路５を形成するように実行される。

基材、ナノフィラーのタイプ、使用可能なレーザのタイプ、及びレーザヘッドＨを移動させるための手段に関する詳細は、簡潔かつ明瞭にすべく、ここで図示されていない。なぜなら、それら自体において理解されるそのような詳細は、本発明の範囲内に含まれず、国際公開第２０１２／０５５９３４ Ａ１に含まれる開示による、任意の知られた方法で達成可能であるからである。

再び図３を参照すると、金属クランピング要素３の一部３０が、−少なくとも部分的に−ピエゾ抵抗領域４上に重ね合わされている。ピエゾ抵抗領域４の存在に関連付けられた、この配置のおかげで、金属要素３の一部３０は、電極として、従って、本発明によるチューブが取り付けられた車両に搭載され提供された電子制御ユニットＥに接続可能である、導電性金属ターミナルとして機能する。実際に、本発明の更なる特性によると、ピエゾ抵抗領域４を設けられるチューブ１の端１０は、電極によって車両の電子制御ユニットＥに接続され（図５の概略図）、それは、ピエゾ抵抗領域４を含む導電性経路５の電気抵抗をモニタリングする、及び測定された電気抵抗が所定の閾値から外れる場合に、アラーム信号を生成するように構成されている。

上述したようにピエゾ抵抗器領域４、導電性経路５、及び制御ユニットＥの構成の提供のおかげで、本発明による車両システムのためのチューブ１は、構成要素それ自体に統合された圧力センサを有し、これは、完全に信頼性の高い方法でクリンピング操作の正確な実行を保証する。例えば、チューブ１に対する金属クランピング要素３の不十分な圧砕圧力に起因して、測定された電気抵抗が所定の閾値から外れる場合において、電子制御ユニットによって生成されるアラーム信号は、例えば、車内に配置された計器盤上で点灯する警告ランプによって構成され得る。

もちろん、チューブ１の外面上のピエゾ抵抗領域４、導電性経路５、及び電極３０の配置及び形状は、本発明によるセンサ付きチューブ１の操作を損なうことなく、図示されているものに対して広く変化し得る。

単に例として、図面で図示されている特定の形態において、導電性経路５は、導電性経路５によってピエゾ抵抗領域４が互いに直列に接続されるように配置されているが、ピエゾ抵抗領域４はまた、互いに並列に接続された、異なる形態で設けられ得る。更に、電子制御ユニットへの接続のための電極をチューブの本体に沿って配置することもできる。

上述した特性のおかげで、本発明によるチューブは、構築が簡単で経済的であるが、同時に、不正確なクリンピングを検出する際に極めて信頼性の高い目的物を製造することによって、国際公開第２０１２／０５５９３４１ Ａ１の明細書において本出願人により提案された方法によって提供される可能性を有利に活用し、これにより、測定された電気抵抗が所定の閾値から外れる場合にアラーム信号を生成する。

もちろん、本発明の原理を損なうことなく、構造の詳細及び実施形態は、純粋に例として説明され、図示されてきたものに対して、添付の特許請求の範囲において画定される本発明の範囲から逸脱することなく、広く変化してよい。

Claims (8)

1. 車両に搭載される空調システム又は他のシステムのためのエラストマ材料から成る、金属接続要素に嵌合されることを意図され、クリンピング操作でチューブの周りにクランプされる金属クランピング要素によって前記金属接続要素の上にロックされることを意図される前記チューブであって、前記チューブは、カーボン系ナノフィラーが加えられたポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体を備え、前記本体は、
   カーボン系ナノフィラーが加えられた前記ポリマエラストマ材料がレーザ照射によって局所的にピエゾ抵抗性にされた、１又は複数のピエゾ抵抗領域をもつ外面であって、これにより、前記１又は複数のピエゾ抵抗領域の上に加わる圧力を検出する１又は複数の電気変形センサを画定する、外面と、
   カーボン系ナノフィラーが加えられた前記ポリマエラストマ材料が、レーザ照射によって局所的に導電性にされた、１又は複数の導電性経路であって、これにより、前記１又は複数のピエゾ抵抗領域の１又は複数の電気接続線を画定し、電極は、前記本体と関連付けられる、１又は複数の導電性経路と
   を含み、
   前記１又は複数のピエゾ抵抗領域が、前記クリンピング操作の正確な実行を検証するために用いられることができる、
   チューブ。
2. 前記チューブは、前記金属接続要素の端の直径に対してより大きい直径を有する、請求項１に記載のチューブ。
3. 前記電極は、前記金属クランピング要素の端部から形成され、前記端部は、前記１又は複数のピエゾ抵抗領域と接触して配置されている、請求項１に記載のチューブ。
4. 前記１又は複数の導電性経路によって互いに直列に電気的に接続されている複数の前記１又は複数のピエゾ抵抗領域を備える、請求項１に記載のチューブ。
5. 前記１又は複数の導電性経路によって互いに並列に電気的に接続されている複数の前記１又は複数のピエゾ抵抗領域を備える、請求項１に記載のチューブ。
6. 車両に搭載され配置される空調システムであって、前記空調システムの構成要素への接続のために請求項１に記載の複数のチューブを備える、
   空調システム。
7. 車両であって、
   請求項１から５の何れか一項に記載の少なくとも１つのチューブと、
   前記１又は複数のピエゾ抵抗領域を含む１又は複数の導電性経路の電気抵抗をモニタリングし、測定された前記電気抵抗が所定の閾値から外れる場合にアラーム信号を生成する電子制御ユニットと
   を備える、
   車両。
8. 車両の空調システム又は他の搭載システムのためのエラストマ材料のチューブの、クリンピング操作の正確な実行を検証するための方法であって、前記方法は、
   エラストマ材料のチューブを提供する段階であって、前記チューブは、カーボン系ナノフィラーが加えられたポリマエラストマ材料で形成された少なくとも１つの本体を備え、前記本体は、
   カーボン系ナノフィラーが加えられた前記ポリマエラストマ材料がレーザ照射によって局所的にピエゾ抵抗性にされた、１又は複数のピエゾ抵抗領域をもつ外面であって、これにより、前記１又は複数のピエゾ抵抗領域の上に加わる圧力を検出する１又は複数の電気変形センサを画定する、外面と、
   カーボン系ナノフィラーが加えられた前記ポリマエラストマ材料が、レーザ照射によって局所的に導電性にされた、１又は複数の導電性経路であって、これにより、前記１又は複数のピエゾ抵抗領域の１又は複数の電気接続線を画定し、電極は、前記本体と関連付けられる、１又は複数の導電性経路と
   を含む、提供する段階と、
   前記チューブを金属接続要素に嵌合し、クリンピング操作で前記チューブの周りにクランプされる金属クランピング要素によって前記チューブを前記金属接続要素の上にロックする段階と
   を備え、
   前記１又は複数のピエゾ抵抗領域が、前記クリンピング操作の正確な実行を検証するために用いられることができる、
   方法。