(57)【要約】【課題】ホースの捩れをさらに防止することができる車両用配管ホースを提供する。【解決手段】車両用配管ホース１は、筒状の内側ゴム層１０と、筒状の外側ゴム層５０と、内側ゴム層１０と外側ゴム層５０との間に配置される筒状の中間ゴム層３０と、内側ゴム層１０と中間ゴム層３０との間に挟まれ、複数本の補強糸を一方向にスパイラル状に巻き付けることにより形成される内側補強層２０と、中間ゴム層３０と外側ゴム層５０との間に配置され、複数本の補強糸を内側補強層の補強糸とは逆方向にスパイラル状に巻き付けることにより形成される外側補強層４０とを備える。内側補強層２０の補強糸と外側補強層４０の補強糸とは、同種であり、外側補強層４０の補強糸の本数は、内側補強層２０の補強糸の本数より１本多い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の内側ゴム層と、
筒状の外側ゴム層と、
前記内側ゴム層と前記外側ゴム層との間に配置される筒状の中間ゴム層と、
前記内側ゴム層と前記中間ゴム層との間に挟まれ、複数本の補強糸を一方向にスパイラル状に巻き付けることにより形成される内側補強層と、
前記中間ゴム層と前記外側ゴム層との間に配置され、複数本の補強糸を前記内側補強層の補強糸とは逆方向にスパイラル状に巻き付けることにより形成される外側補強層と、
を備え、
前記内側補強層の補強糸と前記外側補強層の補強糸とは、同種であり、
前記外側補強層の補強糸の本数は、前記内側補強層の補強糸の本数より１本多い、車両用配管ホース。
【請求項２】
前記中間ゴム層の厚みは、０．１〜０．３ｍｍである、請求項１の車両用配管ホース。
【請求項３】
前記内側補強層の補強糸の本数および前記外側補強層の補強糸の本数は、前記外側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力が前記内側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力以下となる本数に設定されている、請求項１または２の車両用配管ホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用配管ホースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用配管ホースに関して、特開昭５９−２０４５３４号公報（特許文献１）および特開平７−６８６５９号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特許文献１，２には、内側ゴム層の外周面上に一方向にスパイラル状に内側補強糸を巻き付け、内側補強糸の外周面上に直接または中間ゴム層を介して、逆方向にスパイラル状に外側補強糸を巻き付けることが記載されている。特許文献２には、外側補強層の補強糸本数を内側補強層の補強糸本数より多くすることにより、両層の破裂圧強度を同一となるようにできることで、ホースの捩れが防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−２０４５３４号公報
【特許文献２】特開平７−６８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
仮に、内側補強層の編組径と外側補強層の編組径を同一とすることができれば、両層の補強糸本数を同数にすることで、ホースの捩れを防止できる。しかし、両補強層が直接接触すると、滑りが発生するために、内側補強層と外側補強層との間に中間ゴム層を設けることが必要となる。この場合、特許文献２に記載されているように、外側補強層の補強糸本数を内側補強層の補強糸本数より多くすることにより、ホースの捩れを効果的に防止できるが、まだ改善の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ホースの捩れをさらに防止することができる車両用配管ホースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本手段に係る車両用配管ホースは、筒状の内側ゴム層と、筒状の外側ゴム層と、前記内側ゴム層と前記外側ゴム層との間に配置される筒状の中間ゴム層と、前記内側ゴム層と前記中間ゴム層との間に挟まれ、複数本の補強糸を一方向にスパイラル状に巻き付けることにより形成される内側補強層と、前記中間ゴム層と前記外側ゴム層との間に配置され、複数本の補強糸を前記内側補強層の補強糸とは逆方向にスパイラル状に巻き付けることにより形成される外側補強層と、を備え、前記内側補強層の補強糸と前記外側補強層の補強糸とは、同種であり、前記外側補強層の補強糸の本数は、前記内側補強層の補強糸の本数より１本多い。
【０００６】
ここで、補強糸１本に作用する力は、ホースの内圧×補強層の周長／補強糸本数により表される。そして、中間ゴム層を設けることにより、外側補強層との編組径は、内側補強層の編組径より、少なくとも中間ゴム層の厚み分、大きくなる。従って、外側補強層の補強糸本数を、内側補強層の補強糸本数より１本多くすることで、補強糸１本に作用する力を同程度にすることができる。つまり、内側ゴム層、中間ゴム層、外側ゴム層が周方向へ伸張しようとする際に、それぞれの補強糸によって当該伸張動作を規制する力が同程度となる。このことによって、ホースが捩れることを抑制できる。
【０００７】
ただし、内側補強層と外側補強層におけるそれぞれの補強糸１本に作用する力を同程度にしたとしても、内側補強層の補強糸本数と外側補強層の補強糸本数との差によって、内側補強層の全ての補強糸による一方向のスパイラル方向に作用する総力と、外側補強層の全ての補強糸による逆方向のスパイラル方向に作用する総力とに差が生じる。つまり、外側補強層の補強糸本数が多いため、外側補強層の全ての補強糸による逆方向のスパイラル方向に作用する総力の方が大きくなる。従って、それぞれのスパイラル方向の総力に差が生じるため、ホースが捩れるように作用する。
【０００８】
しかし、本手段によれば、外側補強層の補強糸本数は、内側補強層の補強糸本数より１本多いだけである。従って、スパイラル方向の総力の差が小さい。つまり、内側補強層と外側補強層の補強糸本数差を１本にすることで、（１）内側ゴム層、中間ゴム層、外側ゴム層が周方向へ伸張しようとする際に、それぞれの補強糸によって当該伸張動作を規制する力を同程度とすることによって、ホースの捩れを抑制できると共に、（２）スパイラル方向の総力の差を小さくすることによって、ホースの捩れを抑制できる。
【０００９】
以下に、本手段に係る車両用配管ホースの好適態様について説明する。
前記中間ゴム層の厚みは、好ましくは０．１〜０．３ｍｍであり、より好ましくは、０．１〜０．２ｍｍである。このように、中間ゴム層は、非常に薄く形成する。中間ゴム層を当該範囲にすることで、内側補強層の補強糸本数と外側補強層の補強糸本数とを１本差とすることによって、それぞれの補強糸１本に作用する力を確実に同程度とすることができる。
【００１０】
また、好ましくは、前記内側補強層の補強糸の本数および前記外側補強層の補強糸の本数は、前記外側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力が前記内側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力以下となる本数に設定されている。
【００１１】
ホースに内圧が作用してホースが径方向外方に変形する際に、径方向外側の方が径方向内側より伸びる量が大きい。つまり、外側補強層全体に作用する引張力は、内側補強層に作用する引張力より大きい。そこで、上記のように、補強糸本数を調整して、外側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力が、内側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力と等しいまたはより小さくなるようにしている。これにより、外側補強層は、内側補強層を保護する力を有することになる。その結果、ホース全体として、補強力が増し、破裂防止効果が高まる。特に、外側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力が、内側補強層のそれぞれの補強糸に作用する力より小さくすることで、その効果をより高く発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両用配管ホースの斜視部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態の車両用配管ホース１の一例について、図１を参照して説明する。車両用配管ホース１は、例えば、車両に搭載される空調機の冷媒流路配管として適用される。当該冷媒には、ＨＦＣ−１３４ａ、ＣＯ2、ＨＦＯ−１２３４ｙｆなどが適用される。この車両用配管ホース１は、図１に示すように、内側ゴム層１０、内側補強層２０、中間ゴム層３０、外側補強層４０および外側ゴム層５０を備える。
【００１４】
内側ゴム層１０は、ゴム材料により筒状に形成されている。内側ゴム層１０に適用されるゴム材料は、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ、ＣＨＣ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等である。内側ゴム層１０の内径は、５〜１９．５ｍｍである。また、内側ゴム層１０の厚みは、０．５〜２．５ｍｍである。
【００１５】
外側ゴム層５０は、ゴム材料により筒状に形成されている。外側ゴム層５０に適用されるゴム材料は、内側ゴム層１０に適用されるゴム材料と同種のものを適用できる。また、外側ゴム層５０の外径は、１５．０〜２７．５ｍｍである。また、外側ゴム層５０の厚みは、０．５〜２．５ｍｍである。
【００１６】
中間ゴム層３０は、ゴム材料により筒状に形成され、内側ゴム層１０と外側ゴム層５０との間に配置されている。中間ゴム層３０に適用されるゴム材料は、内側ゴム層１０に適用されるゴム材料と同種のものを適用できる。そこで、中間ゴム層３０の厚みは、０．１〜０．３ｍｍである。ただし、また、中間ゴム層３０は、可能な限りにおいて、薄くすることが望ましい。そこで、好ましくは、中間ゴム層３０の厚みは、０．１〜０．２ｍｍである。
【００１７】
内側補強層２０は、全体として筒状となるように、それぞれ異なる位相において複数本の補強糸を一方向にスパイラル状に巻くことによって形成される。そして、内側補強層２０は、内側ゴム層１０の外周面、すなわち、内側ゴム層１０と中間ゴム層３０との間に挟まれるようにして巻き付けられる。つまり、内側補強層２０の内径（編組径）は、内側ゴム層１０の外径にほぼ等しい。そして、内側補強層２０の複数の補強糸は、周方向において等間隔に配置されている。また、内側補強層２０のそれぞれの補強糸の偏角（軸方向の進み量に対する周方向の進み角）は、同一としている。
【００１８】
また、内側補強層２０のそれぞれの補強糸は、例えば、複数のポリエステルフィラメントを撚り合わせて得た３０００〜５０００デニールの糸を用いる。そして、それぞれの補強糸の線径は、０．３〜０．５ｍｍである。なお、内側補強層２０の補強糸の線径は、十分な引張強度を有するものであれば、さらに小さなものを適用できる。
【００１９】
外側補強層４０は、全体として筒状となるように、それぞれ異なる位相において複数本の補強糸をスパイラル状に巻くことによって形成される。外側補強層４０の補強糸の巻き付け方向は、内側補強層２０の補強糸の巻き付け方向とは逆方向である。そして、外側補強層４０は、中間ゴム層３０の外周面、すなわち、中間ゴム層３０と外側ゴム層５０との間に挟まれるようにして巻き付けられる。つまり、外側補強層４０の内径（編組径）は、中間ゴム層３０の外径にほぼ等しい。そして、外側補強層４０の複数の補強糸は、周方向において等間隔に配置されている。
【００２０】
また、外側補強層４０のそれぞれの補強糸は、内側補強層２０のそれぞれの補強糸と同種のものを用いる。さらに、外側補強層４０のそれぞれの補強糸の偏角（軸方向の進み量に対する周方向の進み角）は、内側補強層２０のそれと同一である。ただし、外側補強層４０の補強糸本数は、内側補強層２０の補強糸本数より１本多くされている。
【００２１】
ここで、内側補強層２０と外側補強層４０との間には、中間ゴム層３０を設けている。つまり、内側補強層２０の補強糸と外側補強層４０の補強糸が直接接触しない。仮に、両者が直接接触する場合には、両者の間で滑りが発生することがある。そうすると、補強糸の位置ずれが生じ、局所的に棚落ちが発生するおそれがある。しかし、上記によれば、中間ゴム層３０を設けることにより、内側補強層２０の補強糸と外側補強層４０の補強糸は、位置ずれすることない。
【００２２】
しかし、中間ゴム層３０の厚みの分だけ、内側補強層２０の補強糸の編組径と、外側補強層４０の補強糸の編組径とに差が生じる。この差が大きいと、やはり棚落ちが生じるおそれがある。そのため、中間ゴム層３０の厚みは、上述したように、できる限り薄くすることが求められる。
【００２３】
また、内側補強層２０の編組径と外側補強層４０の編組径が異なるため、内側補強層２０のそれぞれの補強糸に必要な長さは、外側補強層４０のそれぞれの補強糸に必要な長さより短い。しかし、製造コスト低減のため、同一長さの補強糸が巻き付けられたボビンを購入するようにしている。そのため、中間ゴム層３０の厚みが薄いほど、補強糸の歩留まりが高くなる。従って、この観点からも、中間ゴム層３０の厚みを、できる限り薄くすることが求められる。
【００２４】
ここで、車両用配管ホース１は、捩れないようにすることが求められる。仮に、内側補強層２０の編組径と外側補強層４０の編組径が同一であって、内側補強層２０の補強糸本数と外側補強層４０の補強糸本数とが同一である場合には、ホース１の捩れを抑制できる。その理由は、以下の通りである。
【００２５】
第一として、上記のように、編組径および本数が同一の場合には、それぞれの補強糸に作用する力が同一となる。この場合、内側ゴム層１０、中間ゴム層３０および外側ゴム層５０が周方向へ伸張しようとする際に、それぞれの補強糸によって当該伸張動作を規制する力が同程度となる。これによって、ホース１の捩れが抑制できる。
【００２６】
第二として、補強糸本数が同一であって、それぞれの補強糸に作用する力が同一であるため、内側補強層２０の全ての補強糸による一方向のスパイラル方向の総力と、外側補強層４０の全ての補強糸による逆方向のスパイラル方向の総力とが同一となる。これにより、ホース１の捩れが抑制できる。
【００２７】
しかしながら、上述したように、中間ゴム層３０を設けるため、内側補強層２０の編組径と外側補強層４０の編組径に差が生じる。補強糸１本に作用する力は、ホース１の内圧×補強層の周長／補強糸本数により表される。ここで、補強層の周長は、補強層の編組径に依存する。つまり、補強層の編組径が大きいほど、補強糸１本に作用する力が大きくなる。
【００２８】
そこで、外側補強層４０の補強糸本数を、内側補強層２０の補強糸本数より１本多くすることで、各補強層２０，４０の編組径が異なるとしても、補強糸１本に作用する力を同程度にできる。つまり、内側ゴム層１０、中間ゴム層３０、外側ゴム層５０が周方向へ伸張しようとする際に、それぞれの補強糸によって当該伸張動作を規制する力が同程度となる。このことによって、ホース１が捩れることを抑制できる。
【００２９】
しかし、外側補強層４０の補強糸本数が１本多いため、外側補強層４０の全ての補強糸による逆方向のスパイラル方向の総力の方が大きくなる。従って、各補強層２０，４０のそれぞれのスパイラル方向の総力に差が生じる。つまり、ホース１が捩れるように作用してしまう。
【００３０】
しかし、外側補強層４０の補強糸本数は、内側補強層２０の補強糸本数より１本多いだけである。従って、スパイラル方向の総力の差が小さい。つまり、内側補強層２０と外側補強層４０の補強糸本数差を１本にすることで、（１）内側ゴム層１０、中間ゴム層３０、外側ゴム層５０が周方向へ伸張しようとする際に、それぞれの補強糸によって当該伸張動作を規制する力を同程度とすることによって、ホース１の捩れを抑制できると共に、（２）スパイラル方向の総力の差を小さくすることによって、ホース１の捩れを抑制できる。
【００３１】
以下に、本実施形態のホース１についての実施例を例示する。内側補強層２０の編組径を１８ｍｍとし、外側補強層４０の編組径を１９．２ｍｍとし、内側補強層２０の補強糸本数を２０〜１２本とし、外側補強層４０の補強糸本数を２１〜１３本に変化させた。このとき、ホース１の内圧を１０ＭＰａとした場合に、各補強層２０，４０の補強糸１本に作用する力を調べた。
【００３２】
また、比較例として、各補強層２０，４０の補強糸本数を同一とした場合であって、１９、１５、１３本とした場合について調べた。また、他の比較例として、外側補強層４０の補強糸本数が内側補強層２０の補強糸本数より２本多い場合について調べた。他の比較例では、内側補強層２０の補強糸本数を１７、１５、１２本とし、外側補強層４０の補強糸本数を１９、１７、１４本とした。ここで、補強糸１本に作用する力は式（１）により得られる。
【００３３】
【数１】
2015003486.tif 000003
【００３４】
上記結果を表１に示す。ここで、表１のそれぞれのケースにおいて、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力と、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力との大小関係を示す。
【００３５】
【表１】
2015003486.tif 000004
【００３６】
表１に示すように、実施例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１、Ｃ１〜Ｃ３では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力と、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力とが同程度である。より詳細には、実施例Ａ１〜Ａ５では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力が、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力より小さい。また、実施例Ｂ１では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力と、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力とが同一である。実施例Ｃ１〜Ｃ３では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力が、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力より大きい。
【００３７】
比較例Ｄ１〜Ｄ３において、各補強層２０，４０の補強糸本数を同一とした場合には、実施例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１、Ｃ１〜Ｃ３に比べて、それぞれの補強糸１本に作用する力の差が大きくなる。比較例Ｅ１〜Ｅ３において、各補強層２０，４０の補強糸本数を２本差とした場合にも、実施例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１、Ｃ１〜Ｃ３に比べて、それぞれの補強糸１本に作用する力の差が大きくなる。このように、外側補強層４０の補強糸本数を内側補強層２０の補強糸本数より１本だけ多くすることにより、それぞれの補強糸１本に作用する力を同程度とすることができる。
【００３８】
また、本実施形態のホース１についての他の実施例を表２に示す。内側補強層２０の編組径を１８ｍｍとし、外側補強層４０の編組径を１８．９ｍｍとし、内側補強層２０の補強糸本数を２３〜１７本とし、外側補強層４０の補強糸本数を２４〜１８本に変化させた。このとき、ホース１の内圧を１０ＭＰａとした場合に、各補強層２０，４０の補強糸１本に作用する力を調べた。結果を表１に示す。ここで、表１のそれぞれのケースにおいて、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力と、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力との大小関係を示す。
【００３９】
【表２】
2015003486.tif 000005
【００４０】
表２に示すように、実施例Ａ１１〜Ａ１３、Ｂ１１、Ｃ１１〜Ｃ１３では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力と、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力とが同程度である。このように、外側補強層４０の補強糸本数を内側補強層２０の補強糸本数より１本だけ多くすることにより、それぞれの補強糸１本に作用する力を同程度とすることができる。より詳細には、実施例Ａ１１〜Ａ１３では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力が、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力より小さい。また、実施例Ｂ１１では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力と、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力とが同一である。実施例Ｃ１１〜Ｃ１３では、内側補強層２０の補強糸１本に作用する力が、外側補強層４０の補強糸１本に作用する力より大きい。
【００４１】
ここで、ホース１に内圧が作用してホース１が径方向外方に変形する際に、径方向外側の方が径方向内側より伸びる量が大きい。つまり、外側補強層４０全体に作用する引張力は、内側補強層２０に作用する引張力より大きい。そこで、実施例Ｂ１、Ｂ１１のように、内側補強層２０の補強糸の本数および外側補強層４０の補強糸の本数は、外側補強層４０のそれぞれの補強糸に作用する力が、内側補強層２０のそれぞれの補強糸に作用する力と等しくなるように、設定している。また、実施例Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３のように、内側補強層２０の補強糸の本数および外側補強層４０の補強糸の本数は、補強糸本数を調整して、外側補強層４０のそれぞれの補強糸に作用する力が、内側補強層２０のそれぞれの補強糸に作用する力より小さくなるように、設定している。
【００４２】
これにより、外側補強層４０は、内側補強層２０を保護する力を有することになる。その結果、ホース１全体として、補強力が増し、破裂防止効果が高まる。特に、外側補強層４０のそれぞれの補強糸に作用する力が、内側補強層２０のそれぞれの補強糸に作用する力より小さくすることで、その効果をより高く発揮できる。
【符号の説明】
【００４３】
１：車両用配管ホース、  １０：内側ゴム層、  ２０：内側補強層、  ３０：中間ゴム層、  ４０：外側補強層、  ５０：外側ゴム層
【図１】
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