JP2001263543A - 非透過型複合ホース - Google Patents
非透過型複合ホースInfo
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- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
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Abstract
パイラル巻きしたラミネート層を備える非透過型複合ホ
ースにおいて、重ね代を伴う一度巻きによるスパイラル
巻き部でのシワの発生、ホース非透過性の低下を防止す
る。 【解決手段】 ラミネート層を、巻き間隙を余してラミ
ネートシートを一重にスパイラル巻きした内巻き層と、
前記巻き間隙に合わせてラミネートシートを一重にスパ
イラル巻きした外巻き層との二度巻きとする。併せて、
前記内巻き層の巻き間隙によって非透過型複合ホースに
柔軟性を持たせる。
Description
に関し、更に詳しくは、金属箔又は金属蒸着層を含んだ
ラミネートシートを用いて非透過性のラミネート層を構
成した非透過型複合ホースに関する。本発明に係る非透
過型複合ホースは、主として自動車用の、各種の非透過
型流体輸送用ホースに好ましく用いられるものである。
る二酸化炭素冷媒等の冷媒輸送用ホースにおいては、シ
ステムメンテナンスや環境面の配慮等から、冷媒非透過
型のホースが強く求められており、そのための有力な対
策の一つとして、金属箔又は金属蒸着層を含んだラミネ
ート層をホースに組み込むことが行われている。燃料ホ
ース等においても、環境面の配慮から燃料非透過型のホ
ースが求められており、上記ラミネート層の利用は極め
て有効であると考えられる。
ト層をホースに組み込む方法としては、金属箔又は金属
蒸着層を含んだテープ状のラミネートシートを縦添え巻
きやスパイラル巻きすると言う方法が一般的である。
「縦添え巻き」とは、ホースを周回できる幅のテープ状
ラミネートシートをホースの軸方向に平行に添えて筒状
となるように巻く方法であり、「スパイラル巻き」と
は、テープ状ラミネートシートを全体として筒状となる
ように螺旋状に巻く方法である。
に耐えるホースの柔軟性を確保するためにラミネート層
を単層に設けることを前提として、高度の流体非透過性
を確保するため、縦添え巻きやスパイラル巻きにおける
テープ境界部は一定の重ね代を以て巻かれていた。
スパイラル巻きにおいてテープ状ラミネートシートを一
定の重ね代を以て巻くと、やや誇張して示す図1のよう
に、テープ状ラミネートシート1の第一周回1aは無理
なく巻けるが、第二周回1bにおいては、第一周回1a
に対して重ね代分だけ重合させて巻くので、第一周回1
aの後側の端部2が段部形状の障害になって、テープ前
側の端部に巻き状態の遊びを伴う浮き3を生じる。
スパイラル巻きを重ねるにつれ後方へ先送りされて次第
に大きくなり、遂には褶曲部(シワ)を形成して遊びを
吸収しようとする。そして、ラミネート層にこのような
褶曲部が一定間隔で形成されることにより、該褶曲部に
おいて流体非透過性が大きく損なわれると言う不具合が
あった。
通常のテープをスパイラル巻きする際には、テープが非
常に薄く、及び/又は、テープに延伸性があるために、
図2に示すように、各周回においてテープ4が幅方向に
沿ってS字状に屈曲することができ、そのためテープ4
の前側及び後側の端部に「浮き」を生じることなく巻く
ことができる。
に金属箔又は金属蒸着層を含むと共に樹脂フィルム等に
よる機械的強度性が図られる複層構造体であるため、必
然的にある程度以上の厚さを持つ。又、金属箔等の延伸
による破断を避けるために、極力延伸性を小さくする必
要がある。従って図2のようなスパイラル巻きは困難で
あり、図1のような巻き状態となって上記不具合を生じ
ていたのである。
トをスパイラル巻きしたラミネート層を備える非透過型
複合ホースにおいて、ホースの柔軟性を確保したもと
で、上記のような不具合を解消することを、解決すべき
課題とする。
ミネートシートを意図的に所定の巻き間隙を余してスパ
イラル巻きすることで予めホースの柔軟性を十分に確保
し、かつ該巻き間隙上に沿って更に一層のラミネートシ
ートをスパイラル巻きすることで、ホースの柔軟性を許
容範囲に維持しつつ必要な重ね代も確保し、かつ前記図
2のような褶曲部を生じないラミネート層の形成が可能
であることに想到し、本願発明を完成した。
課題を解決するための本願第1発明(請求項1に記載の
発明)の構成は、金属箔又は金属蒸着層を含んだラミネ
ートシートを用いて非透過性のラミネート層を構成した
非透過型複合ホースであって、前記ラミネート層が、テ
ープ状の前記ラミネートシートを巻き間隙を余して一重
にスパイラル巻きした内巻き層と、前記ラミネートシー
トを巻き間隙を余して、かつ前記内巻き層の巻き間隙上
に沿って一重にスパイラル巻きした外巻き層とからな
る、非透過型複合ホースである。
めの本願第2発明(請求項2に記載の発明)の構成は、
前記第1発明に係る内巻き層の巻き間隙が、外巻き層の
ラミネートシートによって必要な重ね代を伴って被覆さ
れる幅である限りにおいて、可及的に大きく設定されて
いる、非透過型複合ホースである。
めの本願第3発明(請求項3に記載の発明)の構成は、
前記第2発明に係る内巻き層の巻き間隙が1mm以上の
幅である、非透過型複合ホースである。
めの本願第4発明(請求項4に記載の発明)の構成は、
前記第1発明〜第3発明のいずれかに係るテープ状のラ
ミネートシートが、以下1)〜3)のいずれかに樹脂フ
ィルムを積層したものである、非透過型複合ホースであ
る。 1)金属箔 2)金属箔及び補強材 3)金属蒸着層 (第5発明の構成)上記課題を解決するための本願第5
発明(請求項5に記載の発明)の構成は、前記第1発明
〜第4発明のいずれかに係るテープ状のラミネートシー
トが、以下4)〜6)のいずれか一以上の条件を満た
す、非透過型複合ホースである。 4)ラミネートシートの厚さが250μm以下である。 5)前記樹脂フィルムの構成材料が、ポリアミド樹脂
(PA),ポリエチレンテレフタレート樹脂(PE
T),エチレンビニルアルコール樹脂(EVOH)のい
ずれかである。 6)前記樹脂フィルムが、曲げ弾性率300MPa以上
の材料で構成されている。
めの本願第6発明(請求項6に記載の発明)の構成は、
前記第1発明〜第5発明のいずれかに係る内巻き層と外
巻き層の重ね代の部分において、内巻き層のラミネート
シートと外巻き層のラミネートシートとが接着されてい
る、非透過型複合ホースである。
めの本願第7発明(請求項7に記載の発明)の構成は、
前記第1発明〜第6発明のいずれかに係る非透過型複合
ホースが、最内層より順に、以下の7)〜10)のいず
れかの積層構造を備える、非透過型複合ホースである。 7)ゴム内管層/ラミネート層/中間ゴム層/補強層/
ゴム外管層 8)樹脂層/中間ゴム層/ラミネート層/中間ゴム層/
補強層/ゴム外管層 9)薄膜樹脂層/ラミネート層/薄膜樹脂層/中間ゴム
層/補強層/ゴム外管層 10)ゴム内管層/薄膜樹脂層/ラミネート層/薄膜樹
脂層/中間ゴム層/補強層/ゴム外管層
明において、図3に示すように、内巻き層のラミネート
シート6は巻き間隙6aを余して一重にスパイラル巻き
されるので、前記従来技術のような巻き状態の遊びを伴
う浮きを生じることがなく、ひいてはホースの流体非透
過性を大きく損なう褶曲部を形成する恐れがない。外巻
き層のラミネートシート7においても、同様に巻き間隙
を余して一重にスパイラル巻きされ、かつこれに対して
内巻き層のラミネートシート6が段部形状の障害を構成
しないので、やはり褶曲部を形成する恐れがない。
隙上に沿う外巻き層のラミネートシート7によって覆わ
れるためホースの非透過を損なわない一方で、ゴム層等
からなる円筒状基体8に屈曲を許すスペースを与えるか
ら、非透過型複合ホースの柔軟性を向上させる。図示の
ようにこの屈曲を許すスペース(巻き間隙6a)は外巻
き層の形成後もそのまま残されるので、ラミネートシー
トを二度巻きするにも関わらず、前記従来技術に係る一
層のスパイラル巻きと遜色のないホースの柔軟性を維持
することができる。
ては、内巻き層のラミネートシート6の巻き間隙6aを
意図的に大きく設定し、外巻き層のラミネートシート7
によって必要な重ね代9を伴って被覆される幅である限
りにおいて可及的に大きい幅としているので、第1発明
に係る上記の作用・効果を確保したもとで、前記円筒状
基体8に屈曲を許すスペース(巻き間隙6a)を最大限
に与えることができ、従って非透過型複合ホースの優れ
た柔軟性を実現することができる。
規定する内巻き層の巻き間隙は、非透過型複合ホースに
要求される柔軟性の程度や、内巻き層及び外巻き層のテ
ープ状ラミネートシートの幅によっても変化し、一律に
規定することができないが、第3発明によって、その具
体的かつ有利な1例が提示される。
て、第1発明〜第3発明に係るテープ状ラミネートシー
トの好ましい実施形態例が提供される。第4発明の1)
と3)の実施形態は、テープ状ラミネートシートの厚さ
を低減する上で相対的に有利であり、第4発明の2)の
実施形態は、金属箔の破断を防止する上で相対的に有利
である。
ートシートを内巻き層と外巻き層の二層巻きとすること
によるある程度のホース柔軟性の低下をなるべく低減さ
せるために、4)ラミネートシートの厚さを計250μ
m以下とすること、5)ラミネートシートの構成要素で
ある樹脂フィルムの構成材料を、PA,PET,EVO
Hのいずれかとすること、あるいは、6)前記樹脂フィ
ルムを曲げ弾性率300MPa以上の材料で構成するこ
と、が有効である。PA,PET,EVOHは柔軟性と
引張り強度に優れた樹脂材料であり、高弾性率の樹脂材
料はラミネートシートに延伸性を与えることなく柔軟性
を付与することができる。
ては、内巻き層と外巻き層のラミネートシートを、重ね
代の部分において接着するので、非透過型複合ホースに
おける流体の非透過性を更に向上させることができる。
て、非透過型複合ホースにおける代表的な幾つかの構成
例が提供される。
の形態について説明する。以下において単に「本発明」
と言うときは、第1発明〜第7発明を一括して指してい
る。
成〕本発明の非透過型複合ホースは各種流体輸送用の非
透過型ホースとして利用できるが、特に冷媒輸送用ホー
スや燃料ホース等、とりわけ自動車用のものに好ましく
用いられる。
のように、金属箔又は金属蒸着層を含んだテープ状ラミ
ネートシートを内外二層にスパイラル巻きしたラミネー
ト層を備えることを必須の条件とし、他のホース構成要
素の有無もしくは種類や、ラミネート層が組み込まれる
ホース中の部位(内層,中間層等)については必ずしも
限定されない。
施形態として、前記第7発明の7)〜10)に規定した
ホース構造を例示することができる。第7発明の7)に
規定したホース構造は、例えば燃料用非透過型ホースと
して好適に用いられる。第7発明の8),9)に規定し
たホース構造は薄膜樹脂層がホース最内層となる点に特
徴があり、第7発明の9),10)に規定したホース構
造はラミネート層がその両側を薄膜樹脂層によってサン
ドイッチ状に固定・保護されるために金属箔等が特に破
断し難い点に特徴がある。第7発明の8)〜10)に規
定したホース構造は、冷媒輸送用非透過型ホース、とり
わけ、二酸化炭素冷媒輸送用非透過型ホースとして好適
に用いられる。
又は金属蒸着層を含んだテープ状のラミネートシートを
スパイラル巻きした、内巻き層と外巻き層との二層のス
パイラル巻き層からなっている。
うに、内巻き層は、ゴム内管層や樹脂内管層等の円筒状
基体8上に内巻き層のラミネートシート6を所定の巻き
間隙6aを余して一重にスパイラル巻きしたものであ
る。外巻き層は、図4(b)に示すように、ラミネート
シート7を内巻き層の巻き間隙6a上に沿って(巻き間
隙6aに追従してこれを覆うように)、かつ、内巻き層
のラミネートシート6に対して一定幅の重ね代9,9を
確保するように、巻き間隙7aを余して一重にスパイラ
ル巻きしたものである。従って内巻き層のラミネートシ
ート6と外巻き層のラミネートシート7とは位相のズレ
を伴う同一方向で同一の巻きピッチであるが、両者のラ
ミネートシートの幅は同一でも良く、異なっていても良
い。
巻き層のラミネートシート7が上記重ね代9,9を確保
できる限りにおいて、ホースの柔軟性を確保するために
はなるべく大きく設定することが好ましい。例えば重ね
代9,9をそれぞれ10mm程度の幅に確保したもと
で、巻き間隙6aを1mm程度以上に設定することが好
ましい。外巻き層における上記巻き間隙7aは、単にス
パイラル巻きの重合を避けるために設定するものであっ
て、適宜な幅に設定すれば良い。
のラミネートシート7とは、重ね代9,9において、接
着剤の使用,接着層の介在,直接の熱融着等の手段によ
って互いに接着されていることが好ましい。しかしこの
ことは不可欠ではない。
を構成するラミネートシートは、金属箔又は金属蒸着層
を含んでテープ状に形成されたものである限りにおいて
限定されないが、好ましくは、金属箔、金属箔及び補強
材、金属蒸着層のいずれかに樹脂フィルムを積層したも
のである。
の両側から樹脂フィルムを積層して融着又は溶着してラ
ミネートシートを構成するが、金属蒸着層については、
金属を蒸着した樹脂フィルムの該蒸着層側のみに他の樹
脂フィルムを融着又は接着によって積層したり、金属を
蒸着した2枚の樹脂フィルムを該蒸着層側を内側にして
互いに融着又は接着することによってラミネートシート
としても良い。
互いに接着されていなくても良いが、接着されていた方
が金属箔に対する補強材の補強効果が大きく、又、ラミ
ネートシート中において金属箔の外側に補強材が位置す
る形態が、より好ましい。金属箔及び補強材とこれらに
積層する樹脂フィルムとの間は、接着されていても、接
着されていなくても良い。補強材の種類は限定されない
が、大きな伸び抵抗を示すと共に柔軟性の優れたワイヤ
ーメッシュ,補強布材(帆布,不織布等で、好ましくは
伸びの小さいアラミド繊維,カーボン繊維,ガラス繊維
等を用いたもの)等を好ましく使用でき、高強度の樹脂
フィルムを使用しても良い。
過型複合ホースの柔軟性に大きく影響する。従って、樹
脂フィルムの構成材料は例えばPA,PET,EVOH
等の曲げ弾性率が300MPa以上の樹脂材料を用いる
ことが好ましい。これらの材料は延伸に対する抵抗も大
きいので、ラミネートシート中の金属箔等の破断を防止
するためにも好ましい。
するために、樹脂フィルムの厚さも重要な要素であっ
て、5〜100μm程度が好ましく、余り厚くするとホ
ースの柔軟性が損なわれると共にラミネートシートのス
パイラル巻きが困難になる。又、樹脂フィルムも含めて
ラミネートシート全体の厚さを250μm以下とするこ
とで、ホースの柔軟性を高めることができる。
層の内側、もしくは内外両側には、薄膜樹脂層を設けて
も良い。薄膜樹脂層をラミネート層の内側に設けるとホ
ースの冷媒等に対する非透過性が一層向上し、内外両側
に設けると非透過性の向上に加えてラミネート層をサン
ドイッチ状態に固定・保護することができる。薄膜樹脂
層の構成材料としてはEVOH,PA,PA/変性ポリ
オレフィンブレンド材等が好ましく例示され、その厚さ
は300μm程度以下とすることが好ましい。
ホースの所定部位に設ける中間ゴム層は、非透過型複合
ホースに作用する曲げ,変形等の力を緩和,吸収してラ
ミネート層に及ばないようにし、これによって金属箔等
の破損を回避する点で有効である。
対する非透過性や柔軟性が良く、非透過層や補強層との
良好な高温接着性を図り易いゴム材料、例えばブチルゴ
ム(IIR),ハロゲン化IIR,エチレン−プロピレ
ンゴム,エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPD
M),ニトリルゴム(NBR),エピクロロヒドリンゴ
ム(ECO)等を好ましく例示することができる。中間
ゴム層の厚さは任意であるが、例えば0.2〜1.5m
m程度とすることができる。
スの所定部位に補強層を設けることも好ましい。補強層
としては、例えばワイヤーブレード層や、補強糸をブレ
ード巻き,スパイラル巻きあるいは逆方向に二層スパイ
ラル巻きしたもの、更には逆方向の二層のスパイラル巻
きの間に中間ゴム層を介在させたもの等を任意に採用で
きる。
層に、ゴム外管層を設けることもできる。これに用いる
ゴム材料の種類は限定されないが、例えば耐候性の良い
クロロプレンゴム(CR),IIR系ゴム,クロロスル
ホン化ポリエチレンゴム(CSM),EPDM,ECO
等を任意に用いることができる。
層に樹脂層12を設け、その外側に、IIR系ゴムから
なる第1の中間ゴム層13、内外二層のテープ状ラミネ
ートシートのスパイラル巻きからなるラミネート層14
(詳細な図示を省略する。)、IIR系ゴムからなる第
2の中間ゴム層15、適宜な種類の補強糸をブレード巻
きした補強層16、EPDMからなるゴム外管層17を
順次形成している。
IIR系ゴムを用いた内面ゴム層19の外側に、上記と
同様にラミネート層14、中間ゴム層15、補強層1
6、ゴム外管層17を順次形成している。
層14に用いたラミネートシート20は、図7(a)及
び図7(b)に示すように、熱可塑性であるPET製の
薄いフィルムからなる内側の樹脂フィルム層20aと、
外側の同様な樹脂フィルム層20bとによって、アルミ
ニウム製の金属箔20cと樹脂製のシート状の補強材2
0dとをサンドイッチ状に貼着してなるものである。
強材20dと一体的に接着されているため、ラミネート
シート20に引張り力等が作用しても、補強材20dで
拘束された金属箔20cにはかかる引張り力等が作用し
ない。
て、図7(c)に示すように、前記補強材20dを無く
し、内側の樹脂フィルム層20aと外側の樹脂フィルム
層20bとによって金属箔20cをサンドイッチ状に貼
着しても良い。
を示す断面図である。
図である。
態を示す断面図である。
態を示す正面図である。
ースを示す斜視図である。
ースを示す斜視図である。
図7(a)はその一部を切欠いて示す斜視図、図7
(b)はその断面図、図7(c)はラミネートシートの
変更例の断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 金属箔又は金属蒸着層を含んだラミネー
トシートを用いて非透過性のラミネート層を構成した非
透過型複合ホースであって、 前記ラミネート層が、テープ状の前記ラミネートシート
を巻き間隙を余して一重にスパイラル巻きした内巻き層
と、前記ラミネートシートを巻き間隙を余して、かつ前
記内巻き層の巻き間隙上に沿って一重にスパイラル巻き
した外巻き層とからなることを特徴とする非透過型複合
ホース。 - 【請求項2】 前記内巻き層の巻き間隙が、外巻き層の
ラミネートシートによって必要な重ね代を伴って被覆さ
れる幅である限りにおいて、可及的に大きく設定されて
いることを特徴とする請求項1に記載の非透過型複合ホ
ース。 - 【請求項3】 前記内巻き層の巻き間隙が1mm以上の
幅であることを特徴とする請求項2に記載の非透過型複
合ホース。 - 【請求項4】 前記テープ状のラミネートシートが、以
下1)〜3)のいずれかに樹脂フィルムを積層したもの
であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか
に記載の非透過型複合ホース。 1)金属箔 2)金属箔及び補強材 3)金属蒸着層 - 【請求項5】 前記テープ状のラミネートシートが、以
下4)〜6)のいずれか一以上の条件を満たすことを特
徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の非透過
型複合ホース。 4)ラミネートシートの厚さが250μm以下である。 5)前記樹脂フィルムの構成材料が、ポリアミド樹脂
(PA),ポリエチレンテレフタレート樹脂(PE
T),エチレンビニルアルコール樹脂(EVOH)のい
ずれかである。 6)前記樹脂フィルムが、曲げ弾性率300MPa以上
の材料で構成されている。 - 【請求項6】 前記内巻き層と外巻き層の重ね代の部分
において、内巻き層のラミネートシートと外巻き層のラ
ミネートシートとが接着されていることを特徴とする請
求項1〜請求項5のいずれかに記載の非透過型複合ホー
ス。 - 【請求項7】 前記非透過型複合ホースが、最内層より
順に、以下の7)〜10)のいずれかの積層構造を備え
ることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記
載の非透過型複合ホース。 7)ゴム内管層/ラミネート層/中間ゴム層/補強層/
ゴム外管層 8)樹脂層/中間ゴム層/ラミネート層/中間ゴム層/
補強層/ゴム外管層 9)薄膜樹脂層/ラミネート層/薄膜樹脂層/中間ゴム
層/補強層/ゴム外管層 10)ゴム内管層/薄膜樹脂層/ラミネート層/薄膜樹
脂層/中間ゴム層/補強層/ゴム外管層
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