(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなるゴムホースであって、
前記内管のゴム層が、ダイス先端から５０〜５００ｍｍの位置で測定した内管ゴム押し出し直後の内管ゴム押出外径に対し、＋０．２〜０．６ｍｍの内径を有する内管ゴム押し出し用のダイスおよび／または内管ゴム押し出し用のダイスとスピンドルとのあいだのクリアランスが内管ゴム層の肉厚に対し、＋５〜２５％の範囲内であるダイスとスピンドルを用いて押出成形され、
前記補強糸の撚り数が４０〜６０ターン／ｍにされてなるゴムホース。
【請求項２】
前記繊維補強層の補強糸の６．８ｋｇｆ荷重時の伸びが３％以下であり、かつ、１５０℃、３０分の乾熱収縮が２．５％以下である請求項１記載のゴムホース。
【請求項３】
前記繊維補強層の第１層と第２層の編み上げ角度が５４．８°〜５６．８°である請求項１または２記載のゴムホース。
【請求項４】
前記内管の樹脂層がポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とする樹脂組成物である請求項１、２または３項記載のゴムホース。
【請求項５】
前記内管のゴム層がブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムおよびクロロプレンゴムよりなる群から選択される少なくとも１種のゴムである請求項１、２、３または４項記載のゴムホース。
【請求項６】
単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなり、これらを加硫することによってえられるゴムホースの製法であって、ダイス先端から５０〜５００ｍｍの位置で測定した内管ゴム押し出し直後の内管ゴム押出外径に対し、＋０．２〜０．６ｍｍの内径を有する内管ゴム押し出し用のダイスを用いて内管ゴム層を押出成形するゴムホースの製法。
【請求項７】
単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなり、これらを加硫することによってえられるゴムホースの製法であって、内管ゴム押し出し用のダイスとスピンドルとのあいだのクリアランスが内管ゴム層の肉厚に対し、＋５〜２５％の範囲内であるダイスとスピンドルを用いて内管ゴム層を押出成形するゴムホースの製法。
【請求項８】
単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなり、これらを加硫することによってえられるゴムホースの製法であって、先端の内周部または面に連続したノコギリ歯状で、その深さが約０．５ｍｍのスジを設けた内管ゴム押し出し用のダイスを用いて内管ゴム層を押出成形するゴムホースの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゴムホースおよびゴムホースの製法に関する。さらに詳しくは、自動車などに使用される、たとえば冷媒の輸送に用いられるゴムホースおよびゴムホースの製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両用の配管ホースにおいて、耐圧性と耐久性が要求される箇所では、複数本の補強糸を用いて形成した補強層を有するホースが使用されている。補強層は繊維や金属の糸をブレード編みするか、またはスパイラル状に巻き付けて編組されるが、低コスト化を図るためにはスパイラル編組構造が採用されることが多い。かかるスパイラル補強構造を有するホースにおいては、通常２層以上のスパイラル糸補強層で構成されており、第１層目と第２層目は逆方向に編み上げられるのが普通である。また、第１層目と第２層目とのあいだに糸同士の摩耗防止および各層間の接着性を向上させるために、中間層を設けるばあいもある。たとえば図９に示すように、スパイラル構造のホースは、内管樹脂層５１と内管ゴム層５２からなる内管５３と、内管ゴム層５２の表面に設けられる第１層５４ａの補強層と、中間ゴム５４ｃを介して編み上げられる第２層５４ｂの補強層５４と、さらに形成される外皮ゴム５５とからなり、最後に加硫を行なって作製されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内管ゴムの押し出し機のダイス口金の内径寸法が大きすぎるばあいは、内管ゴム層とマンドレルの密着性が悪くなり、第１層目の補強糸を編み上げる際、編み上げ時の糸のテンションにより内管ゴム層にタクレが発生し、これが原因で糸の間隔が一定にならなかったり、内管ゴム層に食い込んだりする現象が発生し、充分な加圧耐久性がえられない。逆に小さすぎるばあいは内管ゴム層の押出肉厚が一定にならないなどの問題がある。
【０００４】
また、前記口金の寸法が適切であり、未加硫時の糸の間隔が一定になっているばあいでも、加硫時のマンドレルの熱膨張、糸の熱収縮および内管ゴム層の熱膨張により内管ゴム層が糸と糸とのあいだよりハミ出し、出来上がった製品の糸の間隔が一定にならないため、充分な加圧耐久性がえられないという問題がある。
【０００５】
さらに、補強糸の物性として６．８ｋｇｆ荷重時の伸びが小さいほどホースの加圧時の膨張量が小さくなるため、加圧耐久性は良好になるが、一般的に糸の物性として荷重時の伸びを小さくすると、乾熱収縮が大きくなるため、加硫中の補強糸の収縮により、内管ゴム層が糸と糸とのあいだよりハミ出し糸乱れが発生し、充分な加圧耐久性がえられないという問題があり、荷重時の伸びと乾熱収縮のバランスをとる必要がある。
【０００６】
ところで、特開平８−１２７０８１号公報では、加硫中に発生する補強糸の乱れについて、内管ゴム層の膨張と補強糸の収縮により内管ゴム層が補強糸のあいだから吹き出して棚落ちが生じるため、１３５℃での高温モジュラスＭ50が２０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ2のゴムを使用することにより棚落ちを抑えられると記載されている。しかし、当該物性は、加硫ゴムでしかありえない値であり、未加硫ゴムではさらに低モジュラスとなり、かかるゴム特性のゴムを入手することは難しい。
【０００７】
また、前記モジュラス値が加硫ゴム物性として考えたばあい、加硫時の補強糸の収縮と内管のゴムの膨張による棚落ちの解消にはならない。
【０００８】
また、特開平９−９６３８２号公報では、下編み繊維層を設けることが記載されているが、かかる下編み繊維層を設けると、設備の増設（工程層）が必要となる問題がある。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑み、スパイラル補強ホースの加硫中の補強糸の乱れを防ぎ、ホースの加圧耐久性を向上させることができるゴムホースおよびゴムホースの製法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のゴムホースは、単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなるゴムホースであって、前記内管のゴム層が、ダイス先端から５０〜５００ｍｍの位置で測定した内管ゴム押し出し直後の内管ゴム押出外径に対し、＋０．２〜０．６ｍｍの内径を有する内管ゴム押し出し用のダイスおよび／または内管ゴム押し出し用のダイスとスピンドルとのあいだのクリアランスが内管ゴム層の肉厚に対し、＋５〜２５％の範囲内であるダイスとスピンドルを用いて押出成形され、前記補強糸の撚り数が４０〜６０ターン／ｍにされてなることを特徴とする。
【００１１】
また本発明のゴムホースの製法は、単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなり、これらを加硫することによってえられるゴムホースの製法であって、ダイス先端から５０〜５００ｍｍの位置で測定した内管ゴム押し出し直後の内管ゴム押出外径に対し、＋０．２〜０．６ｍｍの内径を有する内管ゴム押し出し用のダイスを用いて内管ゴム層を押出成形することを特徴とする。
【００１２】
また本発明のゴムホースの製法は、単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなり、これらを加硫することによってえられるゴムホースの製法であって、内管ゴム押し出し用のダイスとスピンドルとのあいだのクリアランスが内管ゴムの肉厚に対し、＋５〜２５％の範囲内であるダイスとスピンドルを用いて内管ゴム層を押出成形することを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明のゴムホースの製法は、単層ゴムチューブまたは樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管と、該内管の外側に補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層および第２層を有する繊維補強層と、該繊維補強層の外側に設けられた外皮ゴムとからなり、これらを加硫することによってえられるゴムホースの製法であって、先端の内周部または面に連続したノコギリ歯状でその深さが約０．５ｍｍのスジを設けた内管ゴム押し出し用のダイスを用いて内管ゴム層を押出成形することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ホースの加硫時のマンドレルの熱膨張、糸の熱収縮および内管のゴム層の熱膨張により内管のゴム層が糸と糸とのあいだよりハミ出し、出来上がった製品の補強層が乱れるのを防ぐために、たとえば内管ゴム押し出し用のダイスに約０．５ｍｍの深さをもつスジを設け、撚り数が４０〜６０ターン／ｍ、１５０℃での乾熱収縮が２．５％以下である補強糸を用い第１層と第２層の編み上げ角度が５４．８°〜５６．８°となるようにスパイラル状に巻き上げて補強された繊維補強層を有するゴムホースと、第１層の補強糸を編み上げる際の補強糸の乱れを防ぐために、内管ゴム押し出し用のダイスの内径が内管ゴム押し出し径に対し、＋０．２〜０．６ｍｍのものを使用し、さらに内管ゴム押し出し用のダイスとスピンドルのあいだのクリアランスが内管ゴム層の肉厚に対し＋５〜２５％の範囲内であるゴムホースの製法である。
【００１５】
以下、添付図面に基づいて、本発明のゴムホースおよびゴムホースの製法を説明する。
【００１６】
図１は本発明のゴムホースの一実施の形態を示す一部切欠斜視図、図２は第１層と第２層の編み上げ角度を示す模式図、図３は本発明のゴムホースの製法の一実施の形態にかかわるダイスとスピンドルの断面図、図４は図３におけるダイスとスピンドルの部分側面図、図５は乾熱収縮と補強糸乱れの関係を示す図、図６は６．８ｋｇｆ荷重時の伸びと加圧耐久性の関係を示す図、図７は編組角度と加圧耐久性の関係を示す図、図８は編組角度と加圧時の伸び変化の関係を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施の形態にかかわるゴムホースは、樹脂層１チューブの外側にゴム層２を設けた内管３と、該内管３の外側に繊維材料のポリエステル（ＰＥＴ）、ナイロンなどの補強糸をスパイラル状に巻き上げて補強された第１層４ａおよび第２層４ｂとエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、塩素化ブチルゴムまたは臭素化ブチルゴムなどの中間層４ｃを有する繊維補強層４と、該繊維補強層４の外側に設けられた前記ＥＰＤＭなどの外皮ゴム５とから構成されている。なお、前記樹脂層チューブの外側にゴム層を設けた内管に代えて、単層ゴムチューブの内管とすることができる。また前記中間層を省くこともできる。
【００１８】
本実施の形態では、加硫時のマンドレルの熱膨張、糸の熱収縮および内管のゴム層の熱膨張による内管のゴムへの糸の食い込みを防ぐために、前記補強糸の撚り数は、４０〜６０ターン／ｍが好ましい。これは６０ターン／ｍをこえると内管ゴムのはみ出しが多すぎて補強糸の乱れを防ぐことが困難であり、４０ターン／ｍ未満であれば、スパイラル編みの加工中に補強糸のフィラメントがスパイラルマシンの糸道ガイドに絡みつき、加工中に糸切れが発生するからである。
【００１９】
前記内管３の樹脂層１は、ポリアミド樹脂（ＰＡ）またはポリアミド樹脂を主成分とする樹脂組成物により形成されているのが好ましい。また前記内管３のゴム層２は、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムおよびクロロプレンゴムよりなる群から選択される少なくとも１種のゴムから形成されているのが好ましい。
【００２０】
また、補強糸の物性として６．８ｋｇｆの荷重時の伸びは小さいほどホースの加圧時の膨張量が小さくなるため、加圧耐久性は良好になるが、一般的に糸の物性として荷重時の伸びを小さくすると乾熱収縮が大きくなるため、加硫中の補強糸の収縮により、内管のゴム層が糸と糸とのあいだよりハミ出し糸乱れが発生するため、後述する表２および図４〜５に示すように、前記繊維補強層の補強糸の６．８ｋｇｆ荷重時の伸びが３％以下であり、かつ、１５０℃、３０分の乾熱収縮が２．５％以下であるのが好ましい。
【００２１】
また、図２に示すように第１層と第２層の編み上げ角度θは、大きい方がホースの耐圧性が向上するが、後述する表３および図６〜７に示すに示すように、５６．８°をこえるとホースの加圧時の伸びが大きくなり過ぎる、つまり実車での使用時に冷媒の圧力によりホースが伸びることによりボンネット内で他の部品と干渉しホースに傷がつくなどの不具合が発生するし、５４．８°未満では充分な加圧耐久性がえられない。
【００２２】
つぎに本発明のゴムホースの製法は、図３〜４に示すように、ダイス６とスピンドル７を用いて行なうことができる。そしてダイス先端６ａから５０〜５００ｍｍの位置で測定した内管ゴム押し出し直後の内管ゴム押出外径に対し、＋０．２〜０．６ｍｍの内径を有する内管ゴム押し出し用のダイス６を用いて内管ゴム層を押出成形する。この内管ゴム押し出し用のダイス径が内管ゴム押し出し径に対し、大きすぎると押し出したときの内管ゴム層とマンドレルの密着性が悪くなり、編み上げ時の糸のテンションにより、内管ゴム層にタクレが発生し、これが原因で糸の乱れが発生し、小さすぎると内管ゴム押し出し寸法（肉厚）が安定しないからである。
【００２３】
また内管ゴム押し出し用のダイス６とスピンドル７とのあいだのクリアランスＣが内管ゴム層の肉厚に対し、＋５〜２５％の範囲内であるダイス６とスピンドル７を用いて内管ゴム層を押出成形する。なお、本発明におけるクリアランスとは、ダイス６とスピンドル７を押出機に取り付けた状態で、ダイス６の先端内側６ｂとスピンドル７の先端外側７ａとのすきま（図３のＣ）のことである。前記内管ゴム押し出し用のダイス６とスピンドル７のあいだのクリアランスＣが内管ゴム層の肉厚に対し、大きすぎると押し出し時の内管ゴム層とマンドレルの密着性が悪くなり、編み上げ時の糸のテンションにより、内管ゴム層にタクレが発生し、これが原因で糸の乱れが発生し、小さすぎると内管ゴム押し出し寸法（肉厚）が安定しないからである。
【００２４】
またダイス先端６ａの内周部または面に連続したノコギリ歯状で、その深さ（（谷の径Ａ−山の径Ｂ）／２）が約０．５ｍｍのスジ８を設けた内管ゴム押し出し用のダイス６を用いて内管ゴム層を押出成形する。この内管ゴム押し出し用のダイス６のスジ８は、スパイラル巻き時の補強糸の内管ゴム層への食い込みを緩衝させるためであり、加硫時のマンドレルの熱膨張、糸の熱収縮および内管のゴム層の熱膨張による内管のゴム層への糸の食い込みを防ぐことができる。
【００２５】
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００２６】
実施例１
図１に示すように、樹脂層１チューブの外側にゴム層２を設けた内管３の表面に第１層４ａの補強層、そして中間ゴム４ｃを介して第２層４ｂの補強層４を編み上げたのち、外皮ゴム５を形成し、ついで加硫を行なってゴムホースを作製した。
【００２７】
このゴムホースについて、第１層４ａの補強層および第２層４ｂの補強層に用いる補強糸の撚り数を変えて、加硫後の補強層の乱れおよび加圧耐久性を確認した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
0003892142.tif 000002
【００２９】
補強糸乱れの評価は、第１層の補強層の任意の２０箇所の断面から糸乱れ大（糸隙１ｍｍ以上：ほぼ糸１本分の幅）の数ａを確認し、１断面中の平均（ａ／２０）を求めた。
【００３０】
試験条件はつぎのとおりである。
【００３１】
雰囲気温度  ：１３５℃
内部流体    ：冷凍機油（ポリアルキレングリコール）１３５℃
圧力        ：５．３ＭＰａ
サイクル    ：３０ｃｐｍ
テストデータ：加圧耐久回数（万回）
実施例２
前記実施例１から、補強糸の乱れが加圧耐久性に大きく影響していることがわかったので、つぎに補強糸の乱れの原因について乾熱収縮と補強糸乱れの関係について調べた。その結果を表２および図５に示す。なお、補強糸以外のホース仕様は表１の実施例２と同一とし、補強糸の乱れの評価は表１と同一とした。
【００３２】
また、荷重時の伸びと加圧耐久性の関係については、表２の補強糸乱れ“０”の仕様についてプロットし、図６をえた。その結果、６．８ｋｇｆ荷重時の伸びが３％をこえると加圧耐久性が不十分になる。  なお、補強糸の乾熱収縮と荷重時の伸びの測定は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１７に準じて実施した。
【００３３】
【表２】
0003892142.tif 000003
【００３４】
実施例３
つぎに表１に示すホース仕様の実施例２を基にした仕様での補強糸の編み上げ角度と加圧耐久性の関係および編組角度と加圧時の伸び変化の関係を調べた。その結果を表３および図７〜８に示す。
【００３５】
【表３】
0003892142.tif 000004
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、補強糸の乱れをなくし、加圧耐久性を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゴムホースの一実施の形態を示す一部切欠斜視図である。
【図２】第１層と第２層の編み上げ角度を示す模式図である。
【図３】本発明のゴムホースの製法の一実施の形態にかかわるダイスとスピンドルの断面である。
【図４】図２におけるダイスとスピンドルの部分側面図である。
【図５】乾熱収縮と補強糸乱れの関係を示す図である。
【図６】６．８ｋｇｆ荷重時の伸びと加圧耐久性の関係を示す図である。
【図７】編組角度と加圧耐久性の関係を示す図である。
【図８】編組角度と加圧時の伸び変化の関係を示す図である。
【図９】ゴムホースの部分切欠斜視図である。
【符号の説明】
１    樹脂層
２    ゴム層
３    内管
４    繊維補強層
４ａ  第１層
４ｂ  第２層
４ｃ  中間層
５    外皮ゴム
６    ダイス
６ａ  ダイス先端
７    スピンドル
８    スジ
【図１】
0003892142.tif 000005
【図２】
0003892142.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003892142.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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