(57)【要約】【課題】低膨張性および低温屈曲耐久性を両立させたブレーキホースを提供する。【解決手段】曲げ弾性率が１４００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下の芳香族ポリアミド樹脂からなる内層１１と、内層１１の外周面に設けられる補強層１２と、補強層１２の外側に設けられ、ポリエステル系樹脂からなる外層１３とで構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ弾性率が１４００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下の芳香族ポリアミド樹脂からなる内層と、
前記内層の外周面に設けられる補強層と、
前記補強層の外側に設けられ、ポリエステル系樹脂からなる外層と、
を備えることを特徴とするブレーキホース。
【請求項２】
前記補強層が、ポリビニルアルコール系繊維からなる補強糸を編み組むことで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧式のブレーキシステムにおいて、液圧を伝達するためのブレーキホースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両には、ブレーキ液に圧力を加えることでブレーキを作動させる液圧式ブレーキシステムが多く採用されている。ブレーキへの液圧の伝達は、例えば特許文献１、２に記載されているような可撓性のブレーキホースを介して行われるのが一般的である。このようなブレーキホースにおいては、少なくとも三層（内層、補強層および外層）で構成されているのが一般的であり、各層が膨張しやすいものであると、液圧が速やかにブレーキに伝達されず、ブレーキの応答性が悪化する。そこで、ブレーキホースの低膨張性を向上させることが重要となる。
【０００３】
特許文献１のブレーキホースは、内層ゴム、第一補強繊維層、中間ゴム、第二補強繊維層、および外層ゴムを、この順番に内側から設けて構成されている。そして、第二補強繊維層にポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維を採用することによって、ブレーキホースの低膨張性を確保できるものとされている。
【０００４】
また、特許文献２のブレーキホースは、内面材層、第１補強層、中間材層、第２補強層、および外面被覆層を積層して構成されている。このブレーキホースでは、補強層に使用する補強糸を、加硫温度での乾熱収縮率が１％以上のものに規定することにより、加圧時におけるホースの膨張量の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１０６８号公報
【特許文献２】特開２００３−７４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えばマウンテンバイクやロードバイクといった、ブレーキの応答性に対する要求が一般的なブレーキよりも厳しい製品においては、ブレーキホースの低膨張性を十分に確保する必要がある。特許文献１、２に記載のブレーキホースは、補強層の材料を規定することによりブレーキホースの低膨張化が図られているが、そもそもブレーキホースの主要部を構成する内層および外層がゴム製のため低膨張性に限界があり、ブレーキの応答性に対する厳しい要求に応えられるものではなかった。
【０００７】
そこで、ブレーキホースの材料として、ゴムよりも弾性変形しにくい樹脂材等を使用し、ブレーキホースの低膨張化を図ることが考えられる。しかし、弾性変形しにくい材料を用いると一般的に屈曲耐久性が低下し、特に低温環境において十分な屈曲耐久性が得られないという問題が発生し得る。そうすると、実車走行時の使用環境に耐えられなくなり、ブレーキホースが破損してしまうおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、低膨張性および低温屈曲耐久性を両立させたブレーキホースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるブレーキホースは、曲げ弾性率が１４００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下の芳香族ポリアミド樹脂からなる内層と、前記内層の外周面に設けられる補強層と、前記補強層の外側に設けられ、ポリエステル系樹脂からなる外層と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかるブレーキホースでは、内層に芳香族ポリアミド樹脂を採用し、外層にポリエステル系樹脂を採用している。芳香族ポリアミド樹脂は低温特性に優れているため、これを内層に使用することによって、ブレーキホースの低温屈曲耐久性を向上させることができる。その一方で、芳香族ポリアミド樹脂は、外層に使用するポリエステル系樹脂と比べると、一般的に曲げ弾性率が小さく、低膨張性が若干劣る。しかしながら、本発明では、内層に使用する芳香族ポリアミド樹脂の曲げ弾性率の下限値を１４００ＭＰａに規定することで、内層の膨張を抑制し、ブレーキホースの低膨張性を確保している。加えて、内層の外周面に直接補強層が設けられているので、内層の膨張を補強層によって確実に抑制し、ブレーキホースのさらなる低膨張化を可能としている。以上のように、本発明によれば、低膨張性および低温屈曲耐久性を両立させたブレーキホースを提供することができる。
【００１１】
ここで、前記補強層が、ポリビニルアルコール系繊維からなる補強糸を編み組むことで形成されていると好適である。このように、補強糸の編み組みにより補強層を形成することで、補強層の強度が向上し、内層の膨張をより確実に抑制することができる。また、補強糸をポリビニルアルコール系繊維とすることで、例えば補強糸を金属で形成する場合と比べ、補強層の厚みを抑えつつ、ブレーキホースの低膨張化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかるブレーキホースの一実施形態を示す一部切欠斜視図である。
【図２】低温屈曲耐久試験を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明にかかるブレーキホースの実施形態について説明する。図１は、本実施形態におけるブレーキホース１の一部切欠斜視図である。ブレーキホース１は、径方向内側から順番に内層１１、補強層１２および外層１３を積層してなる三層構造の可撓性ホースである。内層１１の内部空間はブレーキ液等の内部流体で満たされており、当該内部流体に圧力が作用することで不図示のブレーキが作動する。ブレーキホース１が搭載される車両は特に限定されないが、特にブレーキの応答性に対する要求が厳しく、かつブレーキホースの低温屈曲耐久性等も求められる、競技用マウンテンバイク等において好適に使用できるものである。
【００１４】
内層１１は、芳香族ポリアミド樹脂によって形成されている。芳香族ポリアミド樹脂は低温特性に優れており、これを内層１１に使用することによって、ブレーキホース１の低温屈曲耐久性を向上させることができる。また、ブレーキホース１では、内層１１を形成する芳香族ポリアミド樹脂の曲げ弾性率を１４００ＭＰａ以上としている。このように、曲げ弾性率の下限を規定し、内層１１の膨張を抑制することで、ブレーキホース１の低膨張性を確保している。
【００１５】
曲げ弾性率が１４００ＭＰａ以上の芳香族ポリアミド樹脂としては、例えばＰＡ１０Ｔ（ポリアミド１０Ｔ）を採用することができる。しかしながら、内層１１に使用する芳香族ポリアミド樹脂はＰＡ１０Ｔに限定されず、曲げ弾性率が１４００ＭＰａ以上であれば、他の材料、例えば、ＰＡ１０Ｔと同様に、高い結晶性を得ることができるＰＡ８Ｔ、ＰＡ１２Ｔなどを採用することも可能である。
【００１６】
内層１１の外周面には補強層１２が設けられる。このように、内層１１の外周面に直接補強層１２を設けることで、内層１１の膨張を補強層１２によって確実に抑制することができる。補強層１２は、内層１１に繊維状の補強糸を編み組むことで構成されており、かかる構成により、補強層１２の強度が向上し、内層１１の膨張をより確実に抑制することができる。
【００１７】
ここで、補強糸には、金属繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維等の種々の繊維を用いることができる。しかしながら、金属繊維を用いた場合には、補強層１２が厚くなり、ブレーキホース１が大径化するおそれがある。したがって、補強層１２の厚みを抑えつつ、ブレーキホース１の低膨張化を実現するためには、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維等の樹脂繊維を使用するのが好ましい。さらに、コストパフォーマンスを考慮すると、よりモジュラスの高いポリビニルアルコール系繊維を用いるのがよい。
【００１８】
また、補強糸は引張応力を与えた状態で編み組みしていくことで、内層１１を締め付けるように補強層１２を形成することができ、内層１１の膨張をさらに抑制することができる。編み組み方法としては、強度が優れているブレード編みを採用するのが好ましい。
【００１９】
さらに、補強層１２の外周面には、ポリエステル系樹脂から形成された外層１３が設けられる。このように、外層１３をポリエステル系樹脂としつつ、補強層１２の外周面に直接外層１３を設けることで、補強層１２および外層１３の低膨張性を向上させることができ、ブレーキホース１を全体としてさらに低膨張化することができる。
【００２０】
外層１３の材料として、ポリエステル系樹脂の中でも、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：polyethylene terephthalate）樹脂やポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ：polybutylene naphthalate）樹脂を採用することでコストを抑えることができる。ただし、他のポリエステル系樹脂を採用することも可能である。
【００２１】
以上のように、ブレーキホース１では、内層１１に芳香族ポリアミド樹脂を採用し、外層１３にポリエステル系樹脂を採用している。芳香族ポリアミド樹脂は低温特性に優れているため、これを内層１１に使用することによって、ブレーキホース１の低温屈曲耐久性を向上させることができる。その一方で、芳香族ポリアミド樹脂は、外層１３に使用するポリエステル系樹脂と比べると、一般的に曲げ弾性率が小さく、低膨張性が若干劣る。しかしながら、ブレーキホース１では、内層１１に使用する芳香族ポリアミド樹脂の曲げ弾性率の下限値を１４００ＭＰａに規定することで、内層１１の膨張を抑制し、ブレーキホース１の低膨張性を確保している。加えて、内層１１の外周面に直接補強層１２が設けられているので、内層１１の膨張を補強層１２によって確実に抑制し、ブレーキホース１のさらなる低膨張化を可能としている。したがって、ブレーキホース１を、低膨張性および低温屈曲耐久性を両立させたものとすることができ、ブレーキの応答性に対する要求が厳しく、かつブレーキホースの低温屈曲耐久性等も求められる製品での使用にも耐え得るものとすることができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、ブレーキホース１を内層１１、補強層１２および外層１３からなる三層構造としたが、四層以上の構造とすることも可能である。ただし、本実施形態のように三層構造のブレーキホース１により低膨張化を実現することで、ブレーキホース１の大径化を抑制することができ、ブレーキホース１の取り回しを容易に行うことができる。
【００２３】
［検証試験］
ブレーキホース１の低膨張性を検証するため、ブレーキホース１の膨張量試験を行った。実施例１、２および比較例１、２においては、ブレーキホース１を、ＰＡ１０Ｔからなる内層１１、ポリビニルアルコール繊維からなる補強層１２、およびＰＥＴ樹脂からなる外層１３の三層構造とした。そのうえで、内層１１を構成するＰＡ１０Ｔの曲げ弾性率を、実施例１では１４００〜１５００ＭＰａ、実施例２では１９００〜２０００ＭＰａ、比較例１では８００〜９００ＭＰａ、比較例２では２４００〜２５００ＭＰａとした。実施例１、２および比較例１、２に関する試験結果を、先述の特許文献１、２に記載の実施例（比較例３〜５）と併せて表１に示す。なお、試験の詳細については、特許文献２の[００２４]、[００３１]、[００３２]および[図３]等を参照されたい。
【表１】
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【００２４】
表１から明らかなように、試験圧力が６．８６ＭＰａおよび１０．３ＭＰａのいずれの場合においても、実施例１、２および比較例１、２では、比較例３〜５と比べて大幅に膨張量が小さくなっている。比較例３〜５では、補強層を構成する材料によりブレーキホースの低膨張化を図っているが、主要部である内層および外層はゴム製となっている。それに対し、実施例１、２および比較例１、２では、ブレーキホース１の主要部である内層１１をポリアミド系樹脂とし、外層１３をポリエステル系樹脂としたために、従来よりも大幅に低膨張化を図ることができたと考えられる。特に、内層１１を構成するポリアミド系樹脂の曲げ弾性率が１４００ＭＰａ以上である実施例１、２および比較例２（表１において太枠で図示）では、いずれも目標値を満たす結果が得られた。
【００２５】
さらに、ブレーキホース１の実施例１、２および比較例１、２に関する低温屈曲耐久性を検証するための試験を行った。図２は、低温屈曲耐久試験を説明するための模式図である。この低温屈曲耐久試験は、図２に示すように、ブレーキホース１の両端が口金具１１を介して試験装置に取り付けられたブレーキホースアセンブリ１０を用いて行われる。
【００２６】
まず、図２のｂ図に示すように、ブレーキホースアセンブリ１０を屈曲時最小曲げ半径が２０ｍｍとなるように試験装置に取り付け、雰囲気温度を−３０℃±２℃に調整する。次に、所定のブレーキ液（例えばＪＩＳ−Ｋ２２３３に規定されたものなど）を、液圧が４．９ＭＰａとなるようにブレーキホースアセンブリ１０に封入する。そして、ａ図の状態とｂ図の状態を交互に実現するように、１５０ｍｍの屈曲ストロークおよび１５０ｃｐｍ（２．５Ｈｚ）の屈曲サイクルで５０万回試験を行い、その後にブレーキホース１に破裂や異常がないかを確認した。
【００２７】
このような低温屈曲耐久試験を実施例１、２および比較例１、２について実施したところ、内層１１を構成するポリアミド系樹脂の曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以下である実施例１、２および比較例１では、いずれも目標値である５０万回の屈曲を繰り返した後においても特に破損や異常は見られず、ブレーキホース１が十分な低温屈曲耐久性を有することが検証された。一方、内層１１を構成するポリアミド系樹脂の曲げ弾性率が２４００〜２５００ＭＰａである比較例２では、約２１万回の屈曲を繰り返した時点で内層１１が破損する結果となった。
【００２８】
以上の試験結果より、内層１１を構成するポリアミド系樹脂の曲げ弾性率を１４００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下とすることで、ブレーキホース１の低膨張化と低温屈曲耐久性の確保とを両立できることが示された。
【符号の説明】
【００２９】
１  ブレーキホース
１１  内層
１２  補強層
１３  外層
【図１】
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【図２】
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