(57)【要約】【課題】  ホース径の拡管程度の拡大と、開口端を拡管させた燃料ホースにおけるクラックの発生回避との両立を図る。【解決手段】  燃料ホース１０は、外径の相違するフィラーパイプ２２と接続部２４とを連結するため、フィラーパイプ２２の側の小径部１２と、接続部２４の側の大径部１４とを有する。大径部１４は、小径部１２に比して約１０％ほど拡管されている。燃料ホース１０は、ＮＢＲにＰＶＣのブレンドゴムであり、ＮＢＲを海相とし、ＰＶＣをこの海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備える。そして、この島相のＰＶＣを、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、海相のＮＢＲと完全相溶することなく島相として存在させている。また、ＰＶＣのＮＢＲに対する配合割合は、ＮＢＲに対して２５〜４５ｗｔ％の範囲である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴムに他の成分をブレンドしてなる燃料ホースであって、
前記ニトリルゴムを海相とし、前記他の成分を海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備え、
前記島相の他の成分は、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、前記海相のニトリルゴムと完全相溶することなく島相として存在するポリ塩化ビニルまたはアクリル材のいずれかとされ、前記ポリ塩化ビニルでは前記ニトリルゴムに対して２５〜４５ｗｔ％の割合で、前記アクリル材では前記ニトリルゴムに対して３０〜５０ｗｔの割合で含まれている
燃料ホース。
【請求項２】
燃料ホースであって、
アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴムに他の成分を相溶させたブレンドゴムのホース本体部と、
該ホース本体部の内径側または外径側の少なくとも一方に形成された表皮層とを備え、
該表皮層は、
アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴムに、ポリ塩化ビニル或いはアクリルゴムのいずれかをブレンドして備え、前記ニトリルゴムを海相とし、前記ポリ塩化ビニル或いはアクリル材を前記海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備え、
前記島相の前記ポリ塩化ビニル或いはアクリル材は、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、前記海相のニトリルゴムと完全相溶することなく島相として存在し、前記ポリ塩化ビニルでは前記ニトリルゴムに対して２５〜４５ｗｔ％の割合で、前記アクリル材では前記ニトリルゴムに対して３０〜５０ｗｔの割合で含まれている
燃料ホース。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料ホースであって、
少なくとも一方のホース開口側を、ホース有効径に比して１０％以上の割合で拡張させている
燃料ホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴム（ＮＢＲ）に、他の成分としてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはアクリルゴムのいずれかをブレンドしてなる燃料ホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料ホースは、燃料の高い不透過性、耐オゾン性等を備えることから、車両の燃料配管系に多用されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９９２６号公報
【０００４】
ところで、例えば、燃料タンク等の燃料系の構成部品についても、車両の軽量化の要請から、樹脂化が進められている。燃料タンクは金属製のフィラーパイプとゴム製の燃料ホースを介在させて連結される。これにより、フィラーパイプから燃料ホースを経て燃料タンクに燃料が供給されるが、フィラーパイプと燃料ホースおよび燃料タンクの接続部は、燃料の円滑な流れ込みを図るため、その内径（燃料の経路径）がほぼ同じとされている。
【０００５】
燃料タンクを樹脂製とすると、その強度確保の点から、金属製に比して肉厚が厚くなる部分がある。例えば、燃料ホースによるフィラーパイプとの接続部では、その内径（燃料の経路径）をフィラーパイプと同じに維持した上で肉厚が厚くなることから、その外径が大きくなる。よって、フィラーパイプと燃料タンクを接続する燃料ホースには、燃料タンク側で内径拡張を図る必要がある。
【０００６】
上記の文献１では、ＮＢＲにポリ塩化ビニル或いはアクリルゴムをブレンドさせ、ブレンドしたポリ塩化ビニルをＮＢＲとほぼ完全に相溶させたモルフォロジーとしている。こうしたブレンドゴムで燃料ホースを製造するには、ポリ塩化ビニルをＮＢＲとほぼ完全に相溶させ、未加硫状態での押し出し成形、ブロー成型等の適宜な手法でホースとする。次いで、このホースの一方開口に、ホース径より太いマンドレルを挿入して拡管し、その後に加硫させて、両側のホース径が異なる燃料ホースとしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように得られた燃料ホース（ＮＢＲ燃料ホース）に対し、以下のような問題点が指摘されるに到った。
【０００８】
従来のＮＢＲ燃料ホースでは、その製造の過程でのマンドレル挿入に際して、拡管に伴うストレスを受ける。上記文献のブレンドゴムの燃料ホースは、ポリ塩化ビニルがＮＢＲと完全相溶のモルフォロジーを有していても、加硫後であれば、加えられたストレスに対して十分な強度を発揮するものの、未加硫状態では、ポリ塩化ビニルとＮＢＲとは共に相溶状態でありながら物性が相違するので、ストレスの緩和が起きにくく、歪みを蓄積しやすい。このため、マンドレル挿入に際してホース径を数％しか拡管できなかった。また、数％を越えて拡管させると、完成燃料ホースでのクラック発生検査等を要し、歩留まりの低下を招いていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされ、ホース径の拡管程度の拡大と、開口端を拡管させた燃料ホースにおけるクラックの発生回避との両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の燃料ホースでは、アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴムに他の成分をブレンドさせた燃料ホースとするに当たり、ニトリルゴムを海相とし、他の成分を海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備える。そして、この島相の他の成分を、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、海相のニトリルゴムと完全相溶することなく島相として存在するポリ塩化ビニルまたはアクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）のいずれかとする。その上で、ポリ塩化ビニルではニトリルゴムに対して２５〜４５ｗｔ％の割合で、アクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）ではニトリルゴムに対して３０〜５０ｗｔの割合で含ませることとした。
【００１１】
上記構成の本発明の燃料ホースは、海島構造のモルフォロジーであることから、未加硫状態で加えられたストレスに対しては、海相がその伸びとして受ける。この受けたストレスは、海相であるニトリルゴムが可塑状態にあるため、短時間で緩和される。この結果、本発明の燃料ホースによれば、歪みを残存させ難くできるので、ホース径の拡管を、例えば、１０％以上にまで広げることが可能である。よって、両端のホース径が相違する燃料ホースへの適用範囲も広がり、好ましい。また、拡管後の燃料ホースのクラックの発生も抑制できることから、クラック発生検査を省略もしくは簡便化できると共に、歩留まりも向上する。
【００１２】
こうした本発明にあっては、島相となる他の成分、詳しくはポリ塩化ビニルまたはアクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）を、その平均粒径において０．２〜２．０μｍの範囲とし、０．２μｍ以上とすることで、海相のニトリルゴムとの相溶をできるだけ抑制して海島構造の発現確度を高めた。また、平均粒径が２．０μｍ以下であることから、島相を不用意に大きくしないので、海島構造を確保できる。
【００１３】
しかも、島相とするポリ塩化ビニルをニトリルゴムに対して２５〜４５ｗｔ％の割合、アクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）ではニトリルゴムに対して３０〜５０ｗｔの割合としたので、島相として存在するポリ塩化ビニル・アクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）が燃料ホースにおいて呈する特性（耐オゾン性等）を確実に発現させる。
【００１４】
また、島相のポリ塩化ビニル・アクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）を上記範囲にすることで、ニトリルゴムの海相の過大な不足を招かないので、このニトリルゴムが発揮する燃料ホースとしての特性（燃料不透過性）を確実に維持しつつ、上記したようにストレスの緩和を図るようにした。つまり、ポリ塩化ビニルでは２５ｗｔ％以上、アクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）では３０ｗｔ％以上とすることで、これらの島相の発現を確保しつつ、ニトリルゴムの海相の過大を招かない。その一方、ポリ塩化ビニルでは４５ｗｔ％以下、アクリル材（アクリルゴムやアクリル樹脂）では５０ｗｔ％以下とすることで、これらの島相の発現を過大とすることなく、ニトリルゴムの海相の発現を確保する。
【００１５】
かかる課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の別の燃料ホースでは、アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴムに他の成分を相溶させたブレンドゴムのホース本体部の内径側または外径側の少なくとも一方の表皮層を、上記の海島構造のモルフォロジーを持つものとした。よって、この燃料ホースにあっても、表皮層において歪みを残しにくくできるので、ホース径を例えば１０％以上拡管したとしても、ホース内外表皮のクラック発生を抑制できる。
【００１６】
なお、ホース径の拡管の程度は、燃料ホースの連結対処となる部材の外径で定まり、先に説明した金属製のフィラーパイプと樹脂製の燃料タンクの接続であれば、樹脂製タンク側の接続部外径が太くなったとしても、１０〜９０％のホース径拡管で十分対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明に係る燃料ホースの実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は実施例の燃料ホース１０を半断面で示す説明図、図２は燃料ホース１０の拡管の様子を示す説明図である。
【００１８】
図示するように、燃料ホース１０は、金属製のフィラーパイプ２２と、樹脂製の燃料タンク（図示略）の接続部２４とを連結する。フィラーパイプ２２と接続部２４とは、図示するそれぞれの内径φ１とφ２が同径（３４ｍｍ）とされている。フィラーパイプ２２は、金属製であるが故に、その外径が、樹脂製の接続部２４より小径とされている。つまり、接続部２４は、フィラーパイプ２２と同径の管路を形成するものの、樹脂製であるが故に強度確保のため、その径が大きくされている。
【００１９】
燃料ホース１０は、こうしたフィラーパイプ２２と接続部２４とを連結するため、両端でホース径が異なる。つまり、燃料ホース１０は、フィラーパイプ２２の側の小径部１２と、接続部２４の側の大径部１４とを有する。本実施例では、小径部１２の内径がフィラーパイプ２２の外径（３５ｍｍ）より若干小さい約３４ｍｍとされ、大径部１４は、接続部２４の外径（３９ｍｍ）より若干小さい約３８ｍｍとされており、小径部１２に比して約１０％ほど拡管されている。なお、ホース両端でのフィラーパイプ２２・接続部２４の嵌りバメ代は、それぞれ１ｍｍとした。
【００２０】
こうした拡管は、図２に示すように、ストレート状の燃料ホース１０に、その一方の開口側からマンドレルＭを差し込んで行われる。なお、この拡管の様子については、後述する製造行程において説明する。
【００２１】
燃料ホース１０は、アクリルニトリルとブタジエンの共重合体のニトリルゴム（以下、ＮＢＲと称する）に、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと称する）をブレンドさせたいわゆるブレンドゴムであり、ＮＢＲを海相とし、ＰＶＣをこの海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備える。そして、この島相のＰＶＣを、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、海相のＮＢＲと完全相溶することなく島相として存在させている。また、ＰＶＣのＮＢＲに対する配合割合は、３０ｗｔ％とした。なお、ＰＶＣの割合は、ＮＢＲに対して２５〜４５ｗｔ％の範囲であれば良く、３０ｗｔ％に限られない。
【００２２】
次に、上記構成の燃料ホース１０の製造工程について説明する。図３は燃料ホース１０の製造工程を示すブロック図である。図示するように、燃料ホース１０の製造に際しては、ＮＢＲ供給器１１０とＰＶＣ供給器１２０とから、未加硫ＮＢＲおよびＰＶＣを、７０ｗｔ％：３０ｗｔ％の重量比で供給し、これを所定の加熱環境下でミル等の混練器でブレンドする（ステップＳ２００）。このブレンドにより、相溶状態の未加硫ＮＢＲに粒子状のＰＶＣが分散する。この場合、未加硫ＮＢＲに分散させるＰＶＣは、既述した島相としての粒子径と分散性を制御するために、エマルジョンの形態で供給することが好ましい。
【００２３】
そして、ブレンド材を、ストレート状のホースを押し出し成形する押出器１３０にて加熱しつつ押し出しし、ストレート状のホースを製造する（ステップＳ２１０）。この場合、未加硫ＮＢＲとＰＶＣを上記重量比でブレンド済みのブレンド材を、その供給器１４０から押出器１３０に供給することもできる。
【００２４】
この場合、未加硫ＮＢＲとＰＶＣのブレンド、加熱・押し出しの工程にあっては、未加硫ＮＢＲとＰＶＣが完全相溶とならないよう、その温度管理がなされる。
【００２５】
続いて、得られたストレート状のホースを燃料ホース１０に適した長さに切断し（ステップＳ２２０）、その一方のホース開口側から図に示すようにマンドレルＭを押し込む（ステップＳ２３０）。こうしてマンドレルＭを押し込んだ状態で、これをＮＢＲの加硫が進行する加硫環境下で加熱して加硫させ（ステップＳ２４０）、冷却後にマンドレルＭを引き抜き、小径部１２と大径部１４とを有する燃料ホース１０を得る。この加硫の工程にあっても、未加硫ＮＢＲの加硫は進行するものの、ＰＶＣが完全相溶とならないよう、その温度管理がなされる。
【００２６】
こうして得られた燃料ホース１０では、ＮＢＲを海相とし、ＰＶＣをこの海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーが発現する。
【００２７】
こうして得られた燃料ホース１０について、評価試験を行った。対比する燃料ホース（対比ホース）は、ＮＢＲとＰＶＣが完全相溶の状態であり、海島構造を有しない点以外は、例えば重量比、拡管程度等については本実施例の燃料ホース１０と同じである。この場合、拡管の大きなものについても対比試験を行った。その拡管率は表１の通りである。この表１には、ＮＢＲの海相とアクリルゴム（以下、ＡＣＭゴムと称する）の島相の海島構造のモルフォロジーを備える燃料ホース１０についても評価試験の結果を併記している。ＡＣＭゴムの島相を有する燃料ホース１０にあっては、この島相のＡＣＭゴムを、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、海相のＮＢＲと完全相溶することなく島相として存在させて、ＮＢＲに対するＡＣＭゴムの配合割合は、４５ｗｔ％とした。なお、ＡＣＭゴムの割合は、ＮＢＲに対して３０〜５０ｗｔの範囲であれば良く、４５ｗｔ％に限らない。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
この表１に示すマンドレルクラック試験は、次の通りである。それぞれのサンプルを、内径３ｍｍ、外径８ｍｍのホース形状とし、この形状のホース内径に表中の拡張率（内径拡管率）とする外径のマンドレルを押し出す条件は、シリンダー温度約６０℃、ヘッド温度役８０℃、回転数５ｒｐｍである。そして、マンドレルによる拡張前に、それぞれのホースを、４０℃の環境下で３日間保管し、その後、上記条件でマンドレルをホース開口に押し込み、更に１日経過した後で、ホース表面におけるクラック発生有無を観察した。
【００３０】
表１から明らかなように、マンドレルクラック試験において、本実施例の燃料ホース１０、および、本実施例の燃料ホース１０におけるＰＶＣに替えてＡＣＭゴムの島相を有するホースにあっても、大きな拡張率（拡管率）であってもクラックの発生が見られないという顕著な効果を得ることができた。なお、燃料ホースに要求される他の性質、例えば、グリーンストリングス試験、耐オゾン性についても、対比ホース（従来の燃料ホース）と同程度の性質を得ることができた。
【００３１】
以上説明したように、本実施例の燃料ホース１０によれば、ホース径の拡管を、例えば、１０〜８４％にまで広げることが可能である。よって、両端のホース径が相違する燃料ホースへの適用範囲も広がり、好ましい。また、８４％という高い拡管率であっても、燃料ホース１０にはクラック発生を抑制できることから、クラック発生検査を省略もしくは簡便化できると共に、歩留まりも向上する。
【００３２】
こうした効果は、本実施例の燃料ホース１０が既述したようにＮＢＲを海相とし、ＰＶＣを海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備える点と、この島相の他の成分を、０．２〜２．０μｍの範囲の平均粒径で、海相のＮＢＲと完全相溶することなく島相として存在させた点と、ＰＶＣをＮＢＲに対して上記範囲の割合で、含ませた点による。
【００３３】
つまり、燃料ホース１０は、海島構造のモルフォロジーであることから、未加硫状態で加えられたストレスに対しては、これをＮＢＲの海相がその伸びとして受ける。そして、この受けたストレスを、海相であるＮＢＲが可塑状態にあることで、短時間で緩和することができる。この結果、燃料ホース１０によれば、歪みを残存させ難くできるので、上記したように高い拡管を図ることができる。
【００３４】
図１を用いて説明したように、フィラーパイプ２２と燃料タンクの接続部２４との内径を同一としつつそれぞれの外径が相違する場合、通常は約１０％程度の拡管を施せばよい。本実施例では、こうした拡管を行っても、表１に見られるようにクラック発生の抑制効果が高いので、より実用性が高まる。
【００３５】
また、接続部２４をより太い外径として強度確保しても、外径の拡張に応じて燃料ホース１０における接続部２４の拡張率を高めることで対応できる。つまり、高い拡張率でも燃料ホース１０におけるクラック発生を抑制できるので、樹脂製の燃料タンクの強度向上にも対処できる。
【００３６】
更には、ＮＢＲとＰＶＣ或いはＡＣＭゴムを完全相溶の状態としないままマンドレルＭの押し込みを行うので、マンドレルＭ押し込みの際のホース強度が小さいままマンドレルＭの押し込みができる。よって、マンドレルＭの押し込みが容易となる。
【００３７】
また、ＮＢＲの海相とＡＣＭゴムの島相を有するモルフォロジーの燃料ホースでは、塩素を用いていないので、脱塩素化が可能となり、塩素による環境悪化を抑制できる。
【００３８】
次に、他の実施例について説明する。この実施例は、海島構造を燃料ホースの内外表皮の表皮層に備える点に特徴がある。図４は燃料ホース内外の表皮層を海島構造のモルフォロジーとした燃料ホース３０の断面を模式的に示す説明図、図５はこの燃料ホース３０の製造工程を示すブロック図である。
【００３９】
図４に示すように、燃料ホース３０は、ホースの主要部となるホース本体部３２を備え、その内外表面を、内表皮層３４と外表皮層３６とする。ホース本体部３２は、ＮＢＲにＰＶＣを完全相溶の状態でブレンドされているモルフォロジーを備える。内表皮層３４と外表皮層３６は、先の燃料ホース１０と同様、ＮＢＲを海相とし、ＰＶＣをこの海相における島相として備える海島構造のモルフォロジーを備える。この場合、島相のＰＶＣの平均粒径、配合割合は既述したとおりである。
【００４０】
この燃料ホース３０の製造に際しては、図５に示すように、ＮＢＲとＰＶＣが相溶となりうる形態、具体的には両者とも液状でブレンドされたものを押出器１６０のホース本体押し出し部に供給しつつ、未加硫ＮＢＲとＰＶＣを上記重量比でブレンド済みのブレンド材を供給器１４０から押出器１６０の内外表皮押し出し部に供給する。つまり、多色押し出しを行う。
【００４１】
その後は、既述したように、燃料ホース切断（ステップＳ２２０）、マンドレルＭ押し込みによる拡管（ステップＳ２３０）、更には、押出器１６０から供給されたＮＢＲとＰＶＣの相溶が可能で、供給器１４０から供給されたＮＢＲとＰＶＣについてはＰＶＣが完全相溶とならないようにして、加硫を行う（ステップＳ２４０）。こうすることで、内表皮層３４と外表皮層３６を海相のＮＢＲと島相のＰＶＣが存在する海島構造のモルフォロジーとした燃料ホース３０を得ることができる。
【００４２】
この燃料ホース３０にあっても、クラックの発生箇所であるホース内外表皮において、上記した海島構造のモルフォロジーにより、歪み残存回避、これに伴う拡管程度の向上を図ることができる。
【００４３】
本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例の燃料ホース１０を半断面で示す説明図である。
【図２】燃料ホース１０の拡管の様子を示す説明図である。
【図３】燃料ホース１０の製造工程を示すブロック図である。
【図４】燃料ホース内外の表皮層を海島構造のモルフォロジーとした燃料ホース３０の断面を模式的に示す説明図である。
【図５】この燃料ホース３０の製造工程を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０...燃料ホース
１２...小径部
１４...大径部
２２...フィラーパイプ
２４...接続部
３０...燃料ホース
３２...ホース本体部
３４...内表皮層
３６...外表皮層
１１０...ＮＢＲ供給器
１２０...ＰＶＣ供給器
１３０...押出器
１４０...供給器
１６０...押出器
Ｍ...マンドレル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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