(57)【要約】【課題】振動吸収性及び剛性を両立させることが可能なホースを提供する。【解決手段】本発明は、ゴム材からなる筒状の内側層３と、内側層３の外周面に巻かれる複数の補強糸５ａにより内側層３を被覆する補強層５と、ゴム材からなりかつ補強層５を被覆する外皮層７とを少なくとも備えるホース１であって、内側層３の１５％モジュラスが、１．０〜２．５ＭＰａであり、内側層３の肉厚が、内側層３、補強層５及び外皮層７の総肉厚に対して５５〜９０％であり、総肉厚を内側層３の内径で除算した値が、２７〜５０％よりも大きく設定されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム材からなる筒状の内側層と、前記内側層の外周面に巻かれる複数の補強糸により前記内側層を被覆する補強層と、ゴム材からなりかつ前記補強層を被覆する外皮層とを少なくとも備えるホースであって、
前記内側層の１５％モジュラスは、１．０〜２．５ＭＰａであり、
前記内側層の肉厚は、前記内側層、前記補強層及び前記外皮層の総肉厚に対して５５〜９０％であり、
前記総肉厚を前記内側層の内径で除算した値は、２７〜５０％よりも大きく設定されることを特徴とするホース。
【請求項２】
前記内側層は、ブチルゴム、又は、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム−ハロゲン化ブチルゴム共重合体から選ばれることを特徴とする請求項１に記載のホース。
【請求項３】
前記補強糸の撚り数は、８回／１０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のホース。
【請求項４】
前記外皮層は、アクリル系ゴムから選ばれることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のホース。
【請求項５】
前記外皮層が、エチレン−プロピレン共重合体、及び、ブチル系ゴムを含む組成物であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のホース。
【請求項６】
前記エチレン−プロピレン共重合体の比率が、３０ｐｈｒ以下であること、を特徴とする請求項５に記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホースに関し、特に、ゴム材からなる筒状の内側層と、内側層の外周面に巻かれる複数の補強糸により内側層を被覆する補強層と、ゴム材からなりかつ補強層を被覆する外皮層とを少なくとも備えるホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のエアコン装置の配管に用いられるホースは、主にコンプレッサーの出口側に接続される高圧用ゴムホースと、該コンプレッサーの入口側に接続される低圧用ゴムホースとによって構成されている。
【０００３】
この高圧用ゴムホースでは、冷媒が高温高圧となるので、その冷媒の透過を抑えるために、ポリアミド樹脂等からなるバリア層を少なくとも備えることが一般的である。一方、低圧用ゴムホースでは、冷媒が高圧側に比べると低温低圧であり、かつ、自動車室内に近いため、コンプレッサーの振動を車内に伝えずに、車内の静寂性能を向上させる要求があり、ポリアミド樹脂等からなるバリア層が設けられていないのが一般的である。
【０００４】
この低圧用ゴムホースは、ゴム材からなる筒状の内側層と、該内側層の外周面に巻き付けられる複数の補強糸により内側層を被覆する補強層と、該補強層を被覆する外皮層とによって構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２８６０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の低圧用ゴムホースでは、振動吸収性を向上させようとすると、ホース自体の厚さを薄くさせなければならないため、該ホースの周方向の剛性が低下してしまう。これにより、冷媒交換時等の配管内を真空にさせる（いわゆる、真空引きする）とホースがつぶれて閉塞してしまい、冷媒を配管内から十分に引き出すことができず、適切な冷媒量を配管に注入することができなかった。
【０００６】
一方、ホースの剛性を向上させて該ホースがつぶれて閉塞してしまうことを抑制させようとすると、ホース自体の厚さを厚くさせなければならないため、振動吸収性が低下してしまう。つまり、振動吸収性と剛性とは、二律背反の関係にあり、両立することが難しかった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、振動吸収性及び剛性を両立させることが可能な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】
【０００８】
上述した状況を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴に係る発明は、ゴム材からなる筒状の内側層と、内側層の外周面に巻かれる複数の補強糸により内側層を被覆する補強層と、ゴム材からなりかつ補強層を被覆する外皮層とを少なくとも備えるホースであって、内側層の１５％モジュラスが、１．０〜２．５ＭＰａであり、内側層の肉厚が、内側層、補強層及び外皮層の総肉厚に対して５５〜９０％であり、総肉厚を前記内側層の内径で除算した値が、２７〜５０％よりも大きく設定されることを要旨とする。
【０００９】
なお、モジュラスとは、ゴム材（弾性体）に一定のひずみ（伸び）を与えたときの応力（その物体が原型を保つために抵抗しようとする力）のことを示し、すなわち、１５％モジュラスとは、１５％以上のひずみを与えたときに測定される応力を示す。例えば、モジュラスとは、輪ゴムを伸ばした際に輪ゴムが元の形に戻ろうとする力や、消しゴムを指で押した際に消しゴムが元の形に戻ろうとする力である。
【００１０】
かかる特徴によれば、内側層（ゴム材）の１５％モジュラスが１．０〜２．５ＭＰａであり、内側層の肉厚が総肉厚に対して５５〜９０％であり、総肉厚を内側層の内径で除算した値が２７〜５０％よりも大きく設定されることによって、振動吸収性及び剛性（耐外圧）を両立することが可能となる。
【００１１】
具体的には、ホースが上記条件を満たしていることによって、冷媒交換時等の配管内を真空にさせる（いわゆる、真空引きする）場合であっても、ホースがつぶれることながないため、該ホースを閉塞することがない。これにより、冷媒を配管内から十分に引き出すことができて、適切な冷媒量を配管に注入することができる。
【００１２】
また、ホースの剛性を向上させて該ホースがつぶれて閉塞してしまうことを抑制させようとしても、ホースが上記条件を満たしていることによって、振動吸収性をも向上させることができて、車内の静寂性能を確保することができる。つまり、振動吸収性及びホースの剛性を両立することが可能となる。
【００１３】
その他の特徴に係る発明は、内側層が、ブチルゴム、又は、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム−ハロゲン化ブチルゴム共重合体から選ばれることを要旨とする。
【００１４】
その他の特徴に係る発明は、補強糸の撚り数（補強糸に撚りをかけた数（いわゆる、ねじりあわせた数）が、８回／１０ｃｍ以下であることを要旨とする。
【００１５】
その他の特徴に係る発明は、外皮層が、アクリル系ゴムから選ばれることを要旨とする。
【００１６】
その他の特徴に係る発明は、前記外皮層が、エチレン−プロピレン共重合体、及び、ブチル系ゴムを含む組成物であることを特徴とする。
【００１７】
なお、エチレン−プロピレン共重合体の比率は、３０ｐｈｒ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、振動吸収性及び剛性を両立させることが可能なホースを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るホースの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係るホースを示す一部分解斜視図である。なお、本実施の形態に係るホース１は、自動車のクーラーホースの配管に用いられるものであり、具体的には、コンプレッサーの入口側に接続される低圧用ゴムホースであるものとする。
【００２１】
図１に示すように、ホース１は、ゴムからなる筒状の内側層３と、内側層３を被覆する補強層５と、ゴムからなりかつ補強層５被覆する外皮層７とを備えている。
【００２２】
内側層３は、ホース１の最も径方向内側に配置されるものである。この内側層３は、ブチルゴム、又は、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムの共重合体から選ばれる。なお、この内側層３を構成するブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムには、何れも従来から公知のものがそのまま用いられ、一般に、イソブチレンと少量のイソプレンとを共重合して得られるゴム材料（ＩＩＲ）や、それをハロゲン化して得られるクロロ化ＩＩＲ、ブロモ化ＩＩＲ等が用いられる。
【００２３】
このブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムを用いて内側層３を形成する際、これらゴム材料には、よく知られているように、必要なカーボンブラック等の補強剤、充填材、架橋材、架橋促進剤、架橋助剤などの架橋特性を付与する薬品や、可塑剤、老化防止剤、加工性改良剤、接着付与剤などを配合し、これをインターナルミキサー等で混練りする。
【００２４】
このとき、適切な薬品を配合することによって、内側層３（ゴム材）の１５％モジュラスは、１．０〜２．５ＭＰａに設定される。なお、この１５％モジュラスが１．０ＭＰａよりも低いと、ホース１自体の剛性が小さくなってしまい、冷媒交換時等の配管内を真空引きした場合に、ホース１がつぶれて閉塞してしまう。また、１５％モジュラスが１．０ＭＰａが２．５ＭＰａよりも高いと、ホース１自体の剛性が大きくなってしまい、振動吸収性を低下させてしまう。
【００２５】
また、内側層３の肉厚は、内側層３、補強層５、外皮層７の総肉厚に対して５５〜９０％である。好ましくは、内側層３の肉厚は、総肉厚に対して６０％以上である。
【００２６】
なお、内側層３の肉厚が５５％よりも薄いと、ホース１自体の剛性が小さくなってしまい、冷媒交換時等の配管内を真空引きした場合に、ホース１がつぶれて閉塞してしまう。また、内側層３の肉厚が９０％よりも厚いと、予め設定されるホース１自体の外径を考慮して、内側層３の厚さを厚くすると、補強層５及び外皮層７を配置することが難しくなってしまう。
【００２７】
補強層５は、内側層３の外周面に巻かれる複数の補強糸５ａにより構成され、内側層３及び外皮層７の間に配置されるものである。この補強糸５ａは、ビニロン、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミドなどの有機繊維から選ばれることが好ましい。
【００２８】
補強糸５ａは、予めホース１の軸に対して交差するように編み上げられたものであり、内側層３の外周面に巻き付けられることにより１層構造の補強層５を構成している。
【００２９】
補強糸５ａの撚り数は、８回／１０ｃｍ以下であることが好ましい。なお、補強糸５ａの撚り数は、８回／１０ｃｍよりも多いと、補強層５が厚くなってしまい、予め設定されるホース１自体の外径を考慮して、内側層３の厚さを厚くすることが難しくなってしまうことがある。
【００３０】
補強糸５ａの１本の太さは、５６〜７７８ｔｅｘ（５００〜７０００デニール）であることが好ましい。さらに好ましくは、補強糸５ａの１本の太さは、２２２〜６６７ｔｅｘ（２０００〜６０００デニール）である。
【００３１】
なお、補強糸５ａの１本の太さが５６ｔｅｘよりも小さいと、ホース１自体の剛性が小さくなってしまい、冷媒交換時等の配管内を真空引きした場合に、ホース１がつぶれて閉塞してしまうことがある。また、補強糸５ａの１本の太さが７７８ｔｅｘよりも大きいと、ホース１自体の剛性が大きくなってしまい、振動吸収性を低下させてしまうことがある。
【００３２】
外皮層７は、内側層３及び補強層５の径方向外側、すなわち、ホース１の最も径方向外側に配置されるものである。この外皮層７は、アクリルゴム、エチレン−アクリルゴム、アクリルゴム及びチレン−アクリルゴムの共重合体などのアクリル系ゴムから選ばれる。      
【００３３】
また、外皮層７は、エチレン−プロピレンゴムであっても振動吸収性とホース１の剛性とを両立することが可能である。
【００３４】
さらに、外皮層７を、エチレン−プロピレン共重合体（例えばＥＰＭまたはＥＰＤＭ）にブチル系ゴム（例えばブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム）をブレンドした配合物で構成することにより、振動伝達特性を改善したホースを得ることができる。このように、エチレン−プロピレン共重合体とブチル系ゴムとをブレンドした配合物で外皮層７を構成する場合には、エチレン−プロピレン共重合体の比率が、３０ｐｈｒ以上であることが好ましい。エチレン−プロピレン共重合体の比率が、３０ｐｈｒよりも小さいと、耐オゾン性が低下して、ホース１の耐久性に影響を与えるからである。
【００３５】
ここで、ホース１の総肉厚をホース１の内径（すなわち、内側層３の内径）で除算した値は、２７〜５０％よりも大きく設定される。なお、この値が２７％よりも小さいと、ホース１自体の剛性が小さくなってしまい、冷媒交換時等の配管内を真空引きした場合に、ホース１がつぶれて閉塞してしまうことがある。また、この値が５０％よりも大きいと、ホース１自体の剛性が大きくなってしまい、振動吸収性を低下させてしまう。
（変更例）
上述した実施の形態に係るホース１では、予めホース１の軸に対して交差するように編み上げられた補強糸５ａが内側層３の外周面に巻き付けられることにより１層構造の補強層５を構成しているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した実施の形態に係るホース１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
【００３６】
図２は、変形例に係るホースを示す一部分解斜視図である。図２に示すように、ホース１は、筒状の内側層１３と、該内側層１３を被覆する内側補強層１５と、該内側補強層１５を被覆する中間層１７と、該中間層１７を被覆する外側補強層１９と、該外側補強層１９を被覆する外皮層２１とを備えている。
【００３７】
内側補強層１５は、内側層１３の外周面に巻かれる複数の内側補強糸１５ａにより構成され、内側層３及び中間層１７の間に配置されるものである。この内側補強糸１５ａは、ホース１の軸に対して傾斜している。
【００３８】
中間層１７は、内側補強層１５及び外側補強層１９の間に配置されるものである。この中間層１７は、内側補強層１５と外側補強層１９との接着力を確保するため、また、補強層５に糸目（補強糸）を通した内側補強層１５及び外側補強層１９との接着力をも確保するために、ブチルゴムや、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムの共重合体、エチレン・プロピレンゴム、これらのブレンド等から選ばれることが好ましい。なお、中間層１７は、内側補強層１５と外側補強層１９との接着力を確保することが可能であれば、上記材料以外のものであってもよく、上記材料に限定されるものではない。
【００３９】
外側補強層１９は、中間層１７の外周面に巻かれる複数の外側補強糸１９ａにより構成され、中間層１７及び外皮層２１の間に配置されるものである。この外側補強層１９は、中間層１７の外周面から内側補強糸１５ａと交差するように傾斜している。
【００４０】
すなわち、上述した内側補強層１５と外側補強層１９とは、２層構造の補強層を構成している。なお、内側補強層１５と外側補強層１９との間には、中間層１７が配置されているものとして説明したが、必ずしも中間層１７が配置される必要はない。
［その他の実施の形態］
上述したように、実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。
【００４１】
具体的には、ホース１は、コンプレッサーの入口側に接続される低圧用ゴムホースであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、振動吸収性等の柔軟性と剛性との両立を望むホースに適用することができることは勿論である。
【００４２】
この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
（作用・効果）
以上説明した本実施の形態に係るホース１によれば、内側層３の１５％モジュラスが１．０〜２．５ＭＰａであり、内側層３の肉厚が総肉厚に対して５５〜９０％であり、総肉厚を内側層３の内径で除算した値が２７〜５０％よりも大きく設定されることによって、振動吸収性及び剛性（耐外圧）を両立することが可能となる。
【００４３】
具体的には、ホース１が上記条件を満たしていることによって、冷媒交換時等の配管内を真空にさせる（いわゆる、真空引きする）場合であっても、ホース１がつぶれることながないため、該ホース１を閉塞することがない。これにより、冷媒を配管内から十分に引き出すことができて、適切な冷媒量を配管に注入することができる。
【００４４】
また、ホース１の剛性を向上させて該ホース１がつぶれて閉塞してしまうことを抑制させようとしても、ホース１が上記条件を満たしていることによって、振動吸収性をも向上させることができて、車内の静寂性能を確保することができる。つまり、振動吸収性及びホースの剛性を両立することが可能となる。
【００４５】
まず、発明者は、ホースの振動吸収性のみについて考えた。内側層３の１５％モジュラスが１．０〜２．５ＭＰａであるホースは、振動吸収性に優れていることが分かった。特に、内側層３がブチルゴム（ＩＩＲ）により形成されていると、より振動吸収性に優れていることが分かった。さらに、ブチルゴム（ＩＩＲ）の配合による総肉厚は、薄い方が振動吸収性に優れていることが分かった。
【００４６】
しかし、総肉厚を薄くして振動吸収性を向上させても、ホースの周方向の剛性が低下してしまい、冷媒交換時等の配管内を真空にさせる（いわゆる、真空引きする）とホースがつぶれて閉塞してしまう。
【００４７】
これを考慮して、発明者は、内側層３の１５％モジュラスが１．０〜２．５ＭＰａであり、内側層３の肉厚が総肉厚に対して５５〜９０％であり、総肉厚を内側層３の内径で除算した値が２７〜５０％よりも大きく設定されることによって、振動吸収性及び剛性を両立することを発見した。
【００４８】
特に、内側層３が、ブチルゴム、又は、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム−ハロゲン化ブチルゴム共重合体から選ばれることや、補強糸の撚り数が８回／１０ｃｍ以下であること、外皮層がアクリル系ゴムから選ばれることによって、振動吸収性及び剛性を向上させることができることが分かった。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の比較例１〜５及び実施例１〜３に係るホースを用いて行った試験結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００５０】
各ホースの構成、及び、試験結果（振動伝達率、ホースの剛性、及び、耐オゾン性）を表１に示す。なお、各ホースでは、内側層にはブチルゴム（ＩＩＲ）が用いられ、外皮層にはエチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）が用いられた。
【００５１】
【表１】
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＜振動伝達率＞
長さ３００ｍｍの各ホースの一端に３００Ｈｚ、３Ｇ加速度の振動をかけた際、ホースの他端に伝わった振動の加速度から振動伝達率（ｄＢ）を測定した。なお、数値が小さいほど、振動伝達率が低く、静寂性能に優れている。特に、−３０ｄＢ以下であると、実使用時の室内への振動が伝わらなくなり、静寂性能に優れている。
【００５２】
この結果、表１に示すように、実施例１〜３に係るホースは、比較例２，３，５に係るホースと比べ、振動伝達率が低く、車内の静寂性能に優れているため、使用時の室内への振動が伝わらなくなり、振動を吸収することができると分かった。
＜ホースの剛性（負圧つぶれ）＞
自動車のエアコン装置におけるコンプレッサーの入口側に接続される低圧用ゴムホースとして比較例１〜５及び実施例１〜３に係るホースを使用し、冷媒交換時等の配管内を真空に（いわゆる、真空引き）させて、ホースがつぶれるか否かを測定した。
【００５３】
この結果、表１に示すように、実施例１〜３に係るホースが使用された自動車では、比較例１，４に係るホースが使用された自動車と比べ、ホースがつぶれることがないため、該ホースを閉塞することがなく、剛性に優れていることが分かった。
【００５４】
＜耐オゾン性＞
実施例１〜３に係るホース、及び、比較例１〜５に係るホースについて、耐オゾン性の試験を行った。耐オゾン性の試験方法は以下の通りである。ホース外径の６倍の曲げ条件で、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、４０℃とし、２００時間ホースを放置した。その後、ホースを真っ直ぐに伸ばし、ホースの外皮層における亀裂の有無を評価した。
【００５５】
その結果、すべてのホースについて、亀裂の発生はなく、良好な結果が得られた。
【００５６】
実施例１のホースと、外皮層の構成材料のみ異なる実施例４〜６のホースについて、上記と同様の試験を行った。実施例４は、外皮層をアクリル系ゴムとし、実施例５は外皮層をＥＰＤＭ／クロロブチルゴム＝３５／６５の重量比とし、実施例６は外皮層をＥＰＤＭ／クロロブチルゴム＝２０／８０の重量比としたものである。
【００５７】
【表２】
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表２に示すように、実施例４〜６のいずれのホースについても、負圧によるつぶれは発生せず、ホースの剛性について良好な結果が得られた。また、振動伝達率については、実施例１〜３（外皮層をＥＰＤＭで構成したもの）よりも良好な結果が得られた。
【００５８】
耐オゾン性については、実施例４、５については、亀裂が発生せず良好な結果が得られたが、実施例６については、亀裂の発生が確認された。
＜総合結果＞
表１、２に示すように、実施例１〜６に係るホースでは、振動伝達率及び剛性を向上させることができ、冷媒交換時等の配管内を真空にさせる（いわゆる、真空引きする）場合であっても、ホースがつぶれることながないため、該ホースを閉塞することがなく、車内の静寂性能を確保することができると分かった。すなわち、実施例１〜６に係るホースが使用された自動車では、振動吸収性及びホースの剛性を両立することが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の形態に係るホースを示す一部分解斜視図である。
【図２】変形例に係るホースを示す一部分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ホース
３…内側層
５…補強層
５ａ…補強糸
７…外皮層
１３…内側層
１５…内側補強層
１５ａ…内側補強糸
１７…中間層
１９…外側補強層
１９ａ…外側補強糸
２１…外皮層
【図１】
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【図２】
2009061765.tif 000006