Aluminum foil based hose

本発明は概ねホースに関し、より詳細には、超低浸透性ホースに関する。

本願は、２００７年１１月７日に出願された米国仮特許出願第６０／９８６１０６号の利益を要求し、この出願は参照により本明細書に組み込まれる。
低浸透性ホースは、蒸気および／またはガスの漏れおよび／または浸透を防止または低減するためにシステム内でしばしば用いられる。 たとえば、このようなホースは、冷却システムから環境への冷媒蒸気の漏れを防止するために冷却システム内で用いることができる。 このようなホースは、また、燃料蒸気が環境へ逃げることを防止するための燃料システムにおいて一般的である。

このようなホースの他の応用は、１つまたはそれ以上の熱交換器へ水を供給するためおよび熱交換器からの水を回収するために加熱システムに関連する。 これらの用途において、低浸透性ホースは、ポンプやバルブのような様々な部品の腐食を生じさせうる酸素が加熱システムに入ることを防止するために用いられる。

低浸透性ホースは、典型的には流体を運搬するための内側チューブ、およびこの内側チューブを取り囲む蒸気バリア層を含む。 典型的には、編みひも（braiding）、外側チューブ、カバー、外側シース等のような様々な他の層が蒸気バリア層を囲む。

金属箔を蒸気バリア層として含む１つのタイプのホースが、米国特許第６０７４７１７号明細書に開示されている。 この特許は、内側チューブ、内側チューブの周りを覆うように包むアルミニウム箔から形成されるアルミニウム蒸気バリア層、およびアルミニウムバリア層を囲む外側チューブを含む可撓性のホースを開示している。 アルミニウムバリア層は、内側チューブと外側チューブとの両方に接合されている。 この設計は、チューブおよび／またはアルミニウム層の層間剥離に抵抗するホースを提供しうるが、バリア層を形成する包まれるアルミニウムは連続的にシールされるバリア層を提供しない。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、流体を運搬するためのホース部材を提供し、このホース部材は、第１管状層と、第１管状層を囲む金属の少なくとも１つのストリップにより形成される金属製蒸気バリア層と、金属製管状層を囲む第２管状層と、を有し、少なくとも１つの金属ストリップは、少なくとも１つのシームを形成するために結合される縁部を備え、少なくとも１つのシームは、隣接するシームの金属ストリップの一部の上に折り重ねられる。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、ホースを作成する方法を提供し、この方法は、流体の流れのための導管を形成する第１管状層を提供するステップと、第１管状層を囲む金属の少なくとも１つのストリップで金属製バリア層を形成するステップと、を有し、金属製バリア層は、少なくとも１つの半径方向外側に広がる、ホースの長手方向に延びるシームを備え、シームは隣接するシームの金属ストリップの一部の上に折り重ねられ、本方法はさらに、金属製バリア層を囲む第２管状層を提供するステップを有する。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、流体を輸送するためのホース部材を提供し、このホース部材は、第１管状層と、第１管状層を囲む金属製蒸気バリア層と、を有し、金属製蒸気バリア層は金属チューブとして形成され、金属チューブから半径方向外側に形成される少なくとも１つの長手方向シームを備え、長手方向シームは隣接する長手方向シームの金属チューブの一部の上に折り重ねられ、このホース部材はさらに、管状金属製蒸気バリア層を囲む第２管状層を有する。

本発明のさらなる特徴は、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照すれば明らかになるであろう。

本発明による、例示的な流体部材の切断斜視図である。

本発明による、他の例示的な流体部材の切断斜視図である。

部分的に形成された状態における図１に示す流体部材の切断斜視図である。

図１の線分４−４に沿う断面図である。

代替実施形態による図１の線分４−４に沿う断面図である。

図面を詳細に参照し、まず図１および図２を参照すると、本発明による流体を輸送するための流体部材は、概ね、参照符号１０で示される。 流体導管部材１０は、図示の実施形態においてはホースの形態であり（管、パイプ等でもよい）、流体が流れることができる内部通路１８を囲む第１管状層１４を含む。 金属製蒸気バリア層２２は第１管状層１４を囲む。 第１管状層１４は、以下に説明されるような、金属製蒸気バリア層２２の結合を促進するエラストマーのような任意の好適な材料で形成することができる。

金属製蒸気バリア層２２は、アルミニウムのような任意の好適な金属から形成することができる。 以下により詳細に説明するように、金属製蒸気バリア層２２は、少なくとも１つの金属ストリップから形成され、これは、第１管状層１４の周りに形成され且つ溶接などによりシールされ、概ね連続なシールされた蒸気バリア層を形成する。 第２管状層２６は金属製蒸気バリア層２２を囲み、その上には、補強のための編みひも層３０（braided layer）（ポリエステル／金属ワイヤ、ケブラー（登録商標）、または他の好適な編みひも）、およびカバー３４が続く。 第１管状層１４および／または第２管状層２６は、金属製蒸気バリア層２２に結合することができる。 図２に示されるように、ホース１０´は、さらに、複合金属または他の好適な金属を有する内側管状層２４などの、追加の層を含むことができる。 他の層は、本発明の範囲から逸脱することなく、図示の層の間に設けることができ、または、図示の層に加えて設けることができる。

ここで図３を参照すると、図１のホース１０は、部分的に形成された状態で図示されており、ここで、金属製蒸気バリア層２２は、第１管状層１４の周りに形成される。 以下の説明は、図１のホース１０を参照するが、図２のホースにも同様に適用できることが分かるであろう。

図３の実施形態において、金属製蒸気バリア層２２は、概ね管状であり、一対の金属ストリップ４０ａおよび４０ｂから形成され、これらは、第１管状層１４またはある場合においては他の層の外側表面に適合するように、圧縮され、ローラーにかけられ、または他の処理が施される。 金属ストリップ４０ａおよび４０ｂは、たとえばアルミニウム箔とすることができ、また、適当な形状に加工され第１管状層１４を囲むように適用され、あるいは、適用するときに第１管状層１４を囲むように形成されてもよい。

各金属ストリップ４０ａおよび４０ｂは対向する縁部分４４を備え、この縁部分４４は、概ねホース１０の長手方向軸に関して半径方向外側に延びる。 各金属ストリップ４０ａ
および４０ｂからの対向する縁部分は、他のストリップの対向する縁部分４４のそれぞれに重なり１対のシームを形成し、シームは、概ね反対側に位置する。 しかし、シームは、所望によりバリア層２２の円周上の他の位置にすることもできる。

シーム４８は、典型的には、金属ストリップ４０ａおよび４０ｂをシールするために結合されて連続的なシールされたバリア層を形成する。 単に、シーム４８の重なり（たとえば、半分が折り重なったシーム、クリンプシーム等）により、ストリップ４０ａと４０ｂとの間の好適な結合を達成することができ、半径方向外側に延びるシーム４８は、適当な溶接装置により都合よく溶接でき、これを以下に説明する。

図３に示されるように、半径方向外側に延びるシーム４８は、超音波溶接装置５４を通過して、ストリップ４０ａと４０ｂとを結合できる。 シーム４８を溶接することにより、金属製蒸気バリア層２２は、効果的に、第１管状層１４の周囲を囲んでシールされる。 シーム４８は、他の方法で結合することもでき、適当な接着材または他の適当な溶接プロセスを用いてもよい。

シーム４８が形成されおよび／または結合された後、それぞれの半径方向に延びるシーム４８は、それぞれのシーム４８に隣接する金属ストリップ４０ａまたは４０ｂの一方の一部５２に折り畳まれる。 このようにして、シーム４８は、金属製蒸気バリア層に対して概ねフラットに位置し、管状の外形にしたがう。

たとえば、ホース１０の断面図である図４を参照すると、シームが折り畳まれた構成が図示されている。 この実施形態において、シーム４８は、共通の方向（時計回り）に延び、それぞれのシーム４８の隣接する金属ストリップ４０ａおよび４０ｂの一部５２の上に折り畳まれる。 代替実施形態において、図５に示されるように、シーム４８は反対方向に延びる。 図４および図５におけるシーム４８は、明確さのために、隣接する金属ストリップ４０ａおよび４０ｂの部分５２から離れているが、実際には、概ねこの部分５２に接触しているであろう。

いくつかの用途において、シーム４８をシームに隣接する金属ストリップ４０ａおよび／または４０ｂの一部５２に結合することが好ましい。 従って、シーム４８を折り畳む前に、シーム４８および／または隣接する金属ストリップ４０ａおよび４０ｂの一部５２に、接着剤のような任意の結合材６０（図３）を付与することができる。 代替的に、シーム４８は、折り畳んだ後に、シーム４８を金属製バリア層２２に超音波溶接してもよい。 シーム４８を金属ストリップ４０ａおよび／または４０ｂに結合することにより、より耐久性のあるホースを実現でき、また、ホース１０の端面からの漏れを防止でき、長期間の性能を保証できる。

金属製蒸気バリア層２２および第２管状層２６が配置されると、金属製蒸気バリア装置２２は、第１管状層１４および／または第２管状層２６に結合することができる。 これに関して、金属製蒸気バリア層２２を囲むエラストマー層に、後続の加硫のようなエラストマー層の硬化の間に金属製蒸気バリア層材料との結合を促進するために、添加剤が混合される。 添加剤は、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、または他の適当な材料とすることができる。

上述の流体部材は、特に、商業的および自動的な冷却システムに好適であり、また、たとえば農業および道路外車両などにおける空気調整システムにも同様に好適である。 このようなシステムの例は、高圧および低圧のＲ４１０冷媒または等価なシステム（たとえば住宅用用途）、高圧および低圧のＲ１３４ａ冷媒または等価なシステム（たとえばモバイル用途）、および／または高圧および低圧のＲ４７７冷媒または等価なシステム（たとえば、モバイル用途）を含む。

本発明が特定の好ましい１つまたは複数の実施形態に関して説明および図示されたが、本明細書および添付図面を参照することにより、等価な代替形態および修正形態が当業者において自明であろう。 上述された要素（部品、アセンブリ、装置、組成等）により実現される様々な特定の機能において、これらの要素を説明するために用いられている用語（「手段」との語を含む）は、特に明記しない限り、本明細書で開示された構造に構造的に等価でなくても、本発明の実施形態で例示的に説明された要素の特定の機能を実現する任意の要素（つまり機能的に等価な要素）に対応することを意図している。 さらに、本発明の特定の特徴は、１つの実施形態またはいくつかの実施形態に関して説明されたが、これらの特徴は、他の実施形態の１つまたはそれ以上の特徴と組み合わせることもでき、任意のまたは特定の用途にとって望ましくまた有利となりうる。